# data[].attributes.attachment_caption
Fig.52- Foto da sessão de hoje com a participação especial do João (foto de bia, 26.04.2024)

# data[].attributes.body
Nesta sessão, dividimos o nosso trabalho em quatro partes distintas: conclusão das tarefas pendentes da sessão anterior, tratamento dos dados recolhidos, esclarecimento final sobre a construção da árvore filogenética e construção de uma árvore filogenética base.

1 PARTE- Continuação do trabalho da sessão anterior

Iniciamos com a notícia de que o Dr. José conseguiu acertar todos os dados que foram submetidos no MITOS2 ao longo da semana. Isso sugere a possibilidade de ter havido adição ou remoção de dados, embora pessoalmente não tenha ocorrido nenhuma alteração nos meus dados. Além disso, foi nos informado que o póster final será construído pelos grupos formados na segunda sessão. Assim, os pósteres individuais elaborados por cada um de nós servirão como elemento de avaliação para o Dr. João.

Concluímos então o processo iniciado na sessão anterior, efetuando uma pequena alteração no procedimento:

4. Recoloquei o ficheiro com o novo nome no ambiente de trabalho, tendo agora apenas o gene que escolhi.

5. Criamos uma nova história intitulada "Filogenia" e nela organizamos os diversos arquivos ⁽⁷⁾txt agora presentes no ambiente de trabalho.

Esta modificação facilitou consideravelmente a execução do passo 5, proporcionando uma melhor organização dos arquivos.

2 PARTE- Tratamento dos dados recolhidos

Nem todos os genes resultantes da ferramenta MITOS2 começavam na mesma posição, ou seja, na mesma base nitrogenada. Esta disparidade pode ser atribuída a uma possível falha de dados na região inicial ou final de cada sequência. Agora, o nosso próximo passo consiste em alinhá-las utilizando a ferramenta "MAFFT".

Este processo é de extrema importância, uma vez que o alinhamento das sequências permitirá uma comparação mais precisa e sistemática das bases nitrogenadas em todas as sequências, independentemente das diferenças iniciais ou finais. Ao compararmos as sequências de cima para baixo, poderemos identificar padrões de semelhança e diferença entre as bases nitrogenadas, fornecendo assim uma base sólida para a construção da nossa árvore filogenética.

3PARTE- Esclarecimento final sobre a construção da árvore filogenética

Após explicar a importância do alinhamento das sequências, o Dr. João aproveitou para esclarecer dúvidas sobre o que é uma árvore filogenética, abordando os seguintes temas:

No estudo da filogenia, é fundamental compreender como as mutações genéticas influenciam as relações evolutivas entre os organismos. Entre os seres humanos, essas mutações podem nos afastar ou aproximar, dependendo do impacto de cada mutação no nosso perfil genético. A "média da distância de cada gene" varia conforme o gene em estudo e as mutações presentes.

Quando nos concentramos na análise da filogenia de apenas um gene, como o DNA mitocondrial, podemos observar que todas as árvores filogenéticas tendem a ser semelhantes dentro da mesma espécie. Isto deve-se ao facto de o DNA mitocondrial ser herdado exclusivamente da mãe, reduzindo as diferenças entre os genes de diferentes indivíduos. Esta uniformidade é crucial para os estudos genéticos, especialmente no contexto das doenças mitocondriais.

Um conceito essencial neste contexto é o da ⁽⁸⁾seleção natural, uma força impulsionadora na evolução das espécies. A (9)teoria da paisagem genética, por exemplo, ilustra como as mutações genéticas e a seleção natural moldam as populações ao longo do tempo. Um exemplo prático disso pode ser observado no apêndice humano.

É crucial compreender que, embora alguns traços possam não ser imediatamente visíveis, os organismos mais adaptados tendem a ter uma maior capacidade de sobrevivência e reprodução. No entanto, é importante destacar que a seleção natural é, em última análise, um processo aleatório, onde a sorte desempenha um papel significativo na sobrevivência e na transmissão dos genes.

Se excluirmos a influência da seleção natural, deparamo-nos com o (10)fenómeno da deriva genética. Com o passar do tempo, as mutações genéticas acumulam-se, contribuindo para a diversidade genética dentro de uma população (ex. cancro).

É esta propriedade do código genético, a acumulação de mutações ao longo do tempo, que iremos utilizar para reconstruir a história evolutiva da lebre.

4PARTE- Construção de uma árvore filogenética base

Entre indivíduos, encontram-se numerosas e variadas substituições de nucleótidos, onde cada uma dessas trocas é associada a um "peso". Em casos em que essas trocas resultam no mesmo aminoácido (são homólogos), é atribuído um peso menor, refletindo uma menor distância entre os ramos restantes da árvore filogenética. Esse processo de atribuição de pesos é executado pela ferramenta "IQTREE".

A utilização desta ferramenta apresenta a vantagem de que, ao serem os dados tratados de forma matemática, o processo de análise e interpretação torna-se mais preciso e possível de replicar.

A sessão foi encerrada com a planificação da próxima sessão. O passo seguinte implica repetir o procedimento anterior, contudo combinando os dados dos membros do grupo (Carolina, Mafalda Teixeira e eu). Para isso, é necessário que cada membro utilize o mesmo gene, neste caso, o "cob".

Nesta fase, planificamos que eu ficaria encarregado de colocar os dados das três, já com o mesmo gene, na ferramenta "IQTREE".

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.1- eu na seleção nacional de hóquei (foto de Bia; 01/09/2023)

# data[].attributes.body
Olá, chamo-me Beatriz Silva e estudo na Escola Secundária de Rio Tinto, no décimo segundo ano, na turma A, na área de Ciências e Tecnologia. Apesar de estar no 12º ano, completei 17 anos em fevereiro, o que significa que entrei um ano mais cedo na escola, mais precisamente na primária, aos 5 anos de idade.

O que mais gosto de fazer é jogar hóquei. Na Espanha, existe um elevado nível competitivo, o que me permitirá melhorar como jogadora. Com isso em mente, pretendo ingressar no ensino médio e seguir Engenharia Eletrotécnica, o que facilitará a obtenção de trabalho na Espanha, dada a grande taxa de emprego neste curso. Além disso, considero que tenho habilidades de desenho, o que por vezes me ajuda a relaxar, sendo como um refúgio.

Considero-me uma pessoa alegre, embora seja inicialmente envergonhada. Sou também uma pessoa muito dorminhoca, que aprecia sempre uma sesta após o almoço, e sempre na melhor companhia: as minhas belas gatas. Adoro tudo o que esteja relacionado com animais.

As minhas publicações serão em roxo.

# data[].attributes.body
Olá, o meu nome é Mafalda Teixeira e estudo no 12º ano na turma A da Escola Secundária de Rio Tinto. Desde pequena, um dos meus hobbys favoritos é ouvir música, algo que me relaxa e me ajuda a focar. Consequentemente, quando estou a estudar ou criar algum trabalho, estou sempre a ouvir música.

Entrando agora no tema estudos e escola, no início do 10º ano escolhi o curso de ciências e tecnologia pois era o curso com o qual eu tinha mais abrangência de cursos na faculdade e em setembro do ano passado, escolhi as disciplinas de API (aplicações informáticas) e biologia pois de todas as possíveis escolhas foram as que mais me cativaram.

Tal como disse anteriormente estou a estudar no curso de ciências e tecnologia pois é o curso que pode me abrir mais portas no meu futuro profissional. Toda a minha vida tive como ideia seguir um curso relacionado com economia, gestão, etc, pois o meu pai é bancário e a minha mãe exercia a profissão de assistente de contabilidade, logo, sempre foi algo que esteve muito presente na minha vida e me chamava à atenção. Já ao candidatar-me ao 10º ano achei melhor escolher o curso no qual estou em vez de economia pois agora, no 12º ano, tenho mais hipóteses de escolha. Embora me tenham sido apresentados vários cursos e possíveis futuras profissões, continuo a manter o meu gosto pelos números, economia, gestão, etc.

Este ano irei realizar o exame de economia e auto candidatar-me ao exame de economia para ter mais hipóteses nos cursos, tendo como primeira opção o curso de gestão.

Para finalizar a minha apresentação, irei deixar aqui um pequeno sonho meu, poder passar uma temporada a viver na Madeira. Algo que me cativa a realizar este sonho é o facto da minha mãe ter morado lá quando era jovem e quando fui lá visitar, encantei-me. A comida, o clima, o estilo de vida, a praia, tudo no geral.

As minhas publicações serão amarelas.

# data[].attributes.body
Em dupla, decidimos escolher este tema de todos os apresentados.

Primeiramente, a professora Natália⁽¹⁾ falou-nos por alto do trabalho relacionado com o "Desvendando a história evolutiva através da reconstrução de genomas mitocondriais" (o escolhido),e "Rastreando agentes infeciosos a partir de dados de sequenciação" (que na altura é apenas relacionado com a leishmaniose) e projetos que poderíamos vir a desenvolver com a própria professora. O projeto que escolhi foi o relacionado com o DNA mitocondrial (Desvendando a história evolutiva através da reconstrução de genomas mitocondriais), uma vez que acho deveras mais interessante podermos dividir o DNA mitocondrial do DNA nuclear. Outro motivo que também me deixou tentada a escolher este tema foi a curiosidade pelos ancestrais de todos nós, neste caso das lebres que iremos estudar.

Como mulher será curioso saber que tipos de características podem ter sido produzidas ou derivadas da mãe, fêmea, tal como eu.

Em suma, o objetivo deste projeto é conseguir concluir qual a ligação entre as lebres, principalmente a nível filogenético, quer sejam da mesma espécie ou não, concluindo, assi, a proximidade e parentesco entre elas.

⁽¹⁾ Melhor professora da disciplina de biologia da Escola Secundária de Rio Tinto

# data[].attributes.body
Escolhemos o trabalho proposto pelo investigador João, o projeto das mitocôndrias. No entanto, embora o projeto apresentado pela doutora Clara sobre a Leishmaniose seja diferente, vai realizar-se de forma conjunta.

Escolhi este projeto pois foi o que nos gerou mais interesse. Falando agora por mim, sempre tive muita curiosidade sobre os ancestrais de certos animais há muito tempo desaparecidos, e a forma como o DNA de cada um de nós pode recriar essa história.

# data[].attributes.body
Consideramos este projeto relevante porque representa uma primeira etapa de descobertas contínuas.

O trabalho será centrado em animais contemporâneos, mais precisamente nas lebres.

Reconstruir a história dos animais pode ser útil ao ser humano para ampliar o nosso conhecimento sobre a natureza, promover a conservação da biodiversidade e compreender a evolução da vida na Terra. Além disso, há aplicações práticas, como na medicina e biotecnologia. Compreender a evolução e a genética de características nos animais pode fornecer insights valiosos para o desenvolvimento de tratamentos médicos, terapias genéticas e até mesmo na criação de novos produtos farmacêuticos.

Este projeto irá apenas se basear apenas no DNA mitocondrial, o que permitirá a reconstrução da árvore genealógica do lado materno (as mitocôndrias são herdadas apenas pelo lado materno). Após a construção da árvore genealógica irá ser possível estudar a presença de doenças ou características e a localização temporal da sua origem.

# data[].attributes.body
O nosso projeto está inserido no capítulo do património genético, e as aprendizagens essenciais são as seguintes: Pesquisar e sistematizar informações, integrando saberes prévios, para construir novos conhecimentos; Realizar atividades em ambientes exteriores à sala de aula articuladas com outras atividades práticas; Formular e comunicar opiniões críticas, cientificamente fundamentadas e relacionadas com Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA); Articular conhecimentos de diferentes disciplinas para aprofundar tópicos de Biologia.

# data[].attributes.headline
Herança uni parental do DNA mitocondrial?

# data[].attributes.subject
Herança uni parental do DNA mitocondrial?

# data[].attributes.body
Achei este PDF interessante, pois faz-nos perceber que a herança materna do DNA mitocondrial é uma característica complexa e importante com implicações em várias áreas da biologia, incluindo genética, evolução e (3)embriologia. Além disso, destaca a necessidade de corrigir conceitos equivocados e rever informações desatualizadas sobre o processo de fecundação em mamíferos.

# data[].attributes.body
Em Portugal, as lebres são animais frequentemente encontrados em ambientes campestres e florestais. Existem várias raças de lebres, sendo a mais comum a lebre-europeia (“Lepus europaeus”), conhecida pela sua agilidade e adaptação a diferentes habitats.

As lebres são reconhecidas pelas suas características distintivas, como as longas orelhas e pernas poderosas, ideais para a corrida. A sua pelagem geralmente é castanha ou acinzentada, proporcionando camuflagem em diferentes ambientes. Além disso, possuem olhos grandes e narinas bem desenvolvidas, que contribuem para uma excelente visão e olfato aguçado, características essenciais para detetar predadores e alimentos.

Estes animais são herbívoros e alimentam-se principalmente de plantas, ervas e brotos⁽¹⁾. Durante o dia, costumam descansar em locais protegidos, como arbustos densos ou buracos escavados no solo.

As lebres são conhecidas pela sua habilidade em saltar longas distâncias e alcançar altas velocidades em curtos períodos de tempo, sendo capazes de atingir até 70 km/h em corridas rápidas.

Apesar da sua agilidade, as lebres enfrentam ameaças naturais, como predadores, sendo u exemplos, as raposas, as águias e as corujas, além de pressões humanas, como perda de habitat e caça. Nos últimos anos, esforços de conservação têm sido implementados para proteger estes animais e garantir a sua preservação nos ecossistemas portugueses.

⁽¹⁾Pequenas protuberâncias que se desenvolvem a partir de sementes ou partes vegetativas, como caules, raízes ou folhas.

# data[].attributes.attachment_caption
Doc.14- A Evolução das Lebres na Península Ibérica

# data[].attributes.body
Caso ainda tenhas curiosidade relativamente às lebres, deixo aqui este documento com esquemas, imagens e texto que te ajudarão a perceber melhor.

# data[].attributes.attachment_caption
Link 3- Fermentação e respiração anaeróbica, Khan Academy

# data[].attributes.body
Caso queiras aprender um pouco mais sobre este tema, consulta este link que contém vídeos e questionários!

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Se você está atrás de um filtro da Web, certifique-se que os domínios *.kastatic.org e *.kasandbox.org estão desbloqueados.

# data[].attributes.attachment_link.title
Fermentação e respiração anaeróbica (prática) | Khan Academy

# data[].attributes.attachment_link.description
Aprenda Matemática, Artes, Programação de Computadores, Economia, Física, Química, Biologia, Medicina, Finanças, História e muito mais, gratuitamente. A Khan Academy é uma organização sem fins lucrativos com a missão de oferecer ensino de qualidade gratuito para qualquer pessoa, em qualquer lugar.

# data[].attributes.body
Se com a nossa descrição sobre a plataforma "Galaxy" ainda tens dúvidas ou queres saber como usar...abre a plataforma pesquisando "galaxy.eu" e dentro desta plataforma estão presentes vídeos de como deves fazer para utilizar esta aplicação e o que és capaz de fazer nela.

# data[].attributes.body
https://educacao.uol.com.br/disciplinas/biologia/embriologia-conheca-as-fases-do-desenvolvimento-embrionario.htm

Pack Iconos Redondos Temas Variados | Iconos png, Iconos, Imagenes para presentaciones (pinterest.pt) (consultado a 18.03.2024)

# data[].attributes.body
Na primeira sessão, o doutor João e a doutora Clara deram-nos a escolher entre dois projetos: um relacionado com as Mitocondrias e outro relacionado com a leishmaniose, os quais estão interligados entre si.

Também nos relembraram da matéria necessária para esses projetos, dada no 10º e 11º ano, através de um quizz, o que achei bastante útil.

Desde o início, o trabalho que mais me chamou a atenção foi o das mitocôndrias e a história dos antepassados dos animais. Além disso, referiu-se à utilização de um programa, algo que certamente me ajudará a adquirir mais competências para o ensino superior.

# data[].attributes.body
Nesta primeira sessão, foram apresentados dois possíveis projetos nos quais poderíamos participar. Foi falado, de um modo geral, sobre cada tema, a maneira com a qual se ia trabalhar.

Nesta primeira sessão, foi-nos pedido para realizarmos uns questionários relativos ao tema de cada projeto e a um geral.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.34- na apresentação dos trabalhos (foto de bia ;21/02/2024)

# data[].attributes.body
Acerca desta sessão, posso dizer que não fiquei muito esclarecida sobre o rumo desta investigação. No entanto, no final, o João e a Clara decidiram juntar os projetos e utilizar os dados de um projeto para o propósito do outro. Houve uma contextualização abrangente sobre o que se pretende fazer nas próximas 10 sessões, formaram-se os grupos de acordo com os trabalhos escolhidos, e eu fiquei com a Mafalda e a Carolina Neves.

Seguido disso, entramos na plataforma correspondente, o Galaxy.

Num contexto mais teórico, consegui perceber que iríamos extrair o genoma mitocondrial de dados da WGS, numa primeira etapa.

# data[].attributes.attachment_caption
Link1- Link da plataforma Galaxy (https://usegalaxy.eu/ ,consultado a: 17/03/2024)

# data[].attributes.body
O Galaxy é uma plataforma online utilizada por investigadores e cientistas na área da biologia molecular, genética e bioinformática. Oferece uma variedade de ferramentas e recursos para análise de dados genómicos, incluindo o sequenciamento e reconstrução do ADN mitocondrial.

Esta plataforma permite aos utilizadores realizar diversas análises bioinformáticas, desde a qualidade e alinhamento de sequências de ADN até à montagem e anotação de genomas completos. No contexto específico da reconstrução do ADN mitocondrial, o Galaxy disponibiliza ferramentas e fluxos de trabalho que facilitam a análise de dados de sequenciamento de próxima geração (NGS) para identificar e montar o genoma mitocondrial de um organismo.

Os utilizadores podem carregar os seus dados de sequenciamento para a plataforma Galaxy, onde podem utilizar ferramentas especializadas para realizar a montagem do genoma mitocondrial, a anotação de genes e outras análises pertinentes. Além disso, o Galaxy oferece uma interface amigável e visual para que os utilizadores possam executar as suas análises de forma eficiente e interpretar os resultados.

Em suma, o Galaxy é uma ferramenta poderosa e acessível para investigadores que desejam realizar análises bioinformáticas, incluindo a reconstrução e análise do ADN mitocondrial.

# data[].attributes.body
Nesta segunda sessão foi-nos comunicado que ainda poderíamos mudar a nossa escolha perante o projeto, uma vez que um deles tinha sofrido uma mudança pois a sua pesquisa era da curiosidade de muitos que pensavam desenvolver o mesmo trabalho.

Posteriormente, foi-nos comunicada a maneira como a qual iríamos trabalhar, ainda não 100% decidida uma vez que poderia haver troca de projetos. Por fim, dividimo-nos em grupos de trabalho, acedemos a um site no qual teremos de ir comunicando, com o passar das sessões, o nosso trabalho e as nossas conclusões.

Pudemos também saber que na sessão posterior iríamos ter um trabalho ainda teórico, relativo à extração de dados wgs⁽¹⁾ num arquivo de informação utilizado a nível científico, o “Galaxy”⁽²⁾.

⁽¹⁾(World Geodetic System) referem-se a um sistema de coordenadas geográficas utilizado para posicionamento global. É uma referência geodésica fundamental para navegação e cartografia.

⁽²⁾É uma plataforma que integra dados de várias fontes, facilitando análises e visualizações. É usada em pesquisa científica, especialmente na biologia e na genómica.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.35- Segmento completo de genoma (WGS)

# data[].attributes.body
https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/954559/utilizacao-da-plataforma-galaxy-na-analise-de-dados-de-rnaseq

Sequenciamento Completo de Genoma (WGS) e Metagenômica | microbiologia industrial - bioMérieux (biomerieux-industry.com) (consultado a 18.01.2024)

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.37- Entusiasmadas por começar a trabalhar (foto de bia ;01/03/2024)

# data[].attributes.body
«Hands-On»

Começando, tivemos a notícia de que passaríamos de 10 para 8 sessões.

Nesta sessão, começamos por analisar um vídeo que nos explicava como trabalhar com o Galaxy, a ferramenta que nos fornecerá os dados relativos ao genoma que iremos usar.

De seguida, tivemos uma breve apresentação sobre o objetivo do nosso trabalho, que era reconstruir o genoma de uma mitocôndria. Para isso, precisaríamos, segundo o que consegui perceber, de uma referência do genoma afetado e de pedaços do genoma mitocondrial, nuclear e do parasita da nossa lebre. Para alcançar este objetivo, teremos de usar vários programas, como o Trinity, MitoBim e o NovoPlasty.

Foi-nos também dito que devemos começar a adiantar o nosso poster científico o quanto antes, e este deveria ser o mais apelativo possível.

# data[].attributes.body
Trinity: Trinity é um programa de montagem de ⁽¹⁾transcriptoma de nova geração (NGS). Ele é usado para montar e agrupar sequências de RNA em transcritos contíguos e eventualmente em isoformas de genes completos.

Website oficial: https://github.com/trinityrnaseq/trinityrnaseq/wiki

Documentação: https://github.com/trinityrnaseq/trinityrnaseq/wiki

MitoBim: MitoBim é um programa específico para montagem de genomas mitocondriais a partir de dados de sequenciamento de nova geração (NGS). Ele é projetado para lidar especificamente com os desafios associados à montagem do genoma mitocondrial, que incluem a presença de múltiplas cópias de mitocôndrias por célula, altas taxas de mutação e rearranjos genômicos.

⁽²⁾Repositório GitHub: https://github.com/chrishah/MITObim

NovoPlasty: NovoPlasty é outro programa de montagem de genoma mitocondrial projetado para ser rápido, preciso e fácil de usar. Ele utiliza uma abordagem de montagem de novo para montar o genoma mitocondrial usando dados de sequenciamento de próxima geração.

Repositório GitHub: https://github.com/ndierckx/NOVOPlasty

# data[].attributes.attachment_link.description
Trinity RNA-Seq de novo transcriptome assembly. Contribute to trinityrnaseq/trinityrnaseq development by creating an account on GitHub.

# data[].attributes.body
Começamos a sessão com um vídeo explicativo de como trabalhar com o "Galaxy"⁽¹⁾.

Posteriormente, seguiu-se com uma explicação relacionada com o trabalho que iríamos realizar. Acedemos ao "Galaxy"⁽¹⁾ e trabalhamos com os ficheiros aos quais já tínhamos acesso. Falamos sobre como deveríamos criar um póster científico.

Fomos, também, avisados que o projeto iria ser cortado a nível de sessões, em vez de 10 iríamos apenas ter 8.

⁽¹⁾É uma plataforma que integra dados de várias fontes, facilitando análises e visualizações. É usada em pesquisa científica, especialmente na biologia e na genómica.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.38- Fá e Bia no início de mais uma sessão (22.03.2024)

# data[].attributes.body
Iniciamos esta sessão, todos juntos, os alunos dos dois casos, para aprendermos a funcionar de forma mais concreta com o "Galaxy"⁽¹⁾. Sendo possível verificarmos que cada um dos indivíduos em estudo tinha dois documentos de informação.

Seguidamente dividimos os documentos de cada uma das contas da plataforma, anteriormente nomeada.

A seguir, recorremos ao "Trinity"(2) (explicado a sua importância e/ou maneira de funcionar no final da sequência de publicações da sessão 5), tal como é possível verificar na publicação abaixo.

Anteriormente a isso fomos divididos em 3 grupos, o grupo "M", "N" e "T". Cada uma destas letras tem um significado correspondente aos documentos a que temos acesso e os que teremos que trabalhar.

No meu caso, fiquei no grupo "T"

⁽¹⁾É uma plataforma que integra dados de várias fontes, facilitando análises e visualizações. É usada em pesquisa científica, especialmente na biologia e na genómica.

⁽²⁾"tool", ferramenta, possível de utilizar no "Galaxy" (explicado a sua importância e/ou maneira de funcionar no final da sequência de publicações da sessão 5)

# data[].attributes.body
Nesta fase do trabalho, tivemos de emparelhar os documentos de cada um dos indivíduos.

Colocando-os, seguidamente, a "correr" (serem lidos).

Até este ponto, todo a informação comunicada e trabalho feito foi com a supervisão do Doutor João.

Posteriormente, a Doutora Clara explicou-nos como deveríamos trabalhar e apresentar o Póster Científico.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.40- inicio da sessão (foto de Bia; 22/03/2024)

# data[].attributes.body
Nesta sessão, inicialmente abordamos, juntamente com os nossos colegas do projeto da Leishmaniose, os objetivos centrais para esta tarde de trabalho. Após a separação dos grupos de trabalho em duas salas, o grupo que irá trabalhar com o inspetor João dividiu-se também em três grandes grupos: T, M e N. Estes estão de acordo com a plataforma que cada um irá usar ( mencionadas na publicação da sessão anterior). Fui escolhida para o grupo T, ou seja, para utilizar a plataforma Trinity.

Na sessão anterior, foram feitos uploads dos arquivos FASTQ⁽⁴⁾ contendo o DNA fragmentado em pequenos segmentos e sequenciado em paralelo. Cada fragmento de DNA é sequenciado a partir de suas extremidades, produzindo duas sequências de leitura: a leitura 1 (R1), que corresponde à sequência de nucleotídeos a partir da extremidade 5' do fragmento, e a leitura 2 (R2), que corresponde à sequência a partir da extremidade 3' do fragmento.

Logo, começamos esta sessão por dividir os vários dados por ''histórias'', tendo em conta o número de espécies que nos foi designado. Em seguida, na interface da plataforma Galaxy, procurei e selecionei a ferramenta Trinity. Esta vai montar os fragmentos de DNA a partir das sobreposições entre as leituras R1 e R2.

No final, na presença da doutora Clara, foram-nos indicadas dicas de como melhorar os nossos pósteres científicos. Em conversa com a Clara, percebi que deveria alterar o fundo do meu póster para uma cor mais escura, para que as letras se sobressaíssem melhor, conferindo-lhe um aspeto mais apelativo.

# data[].attributes.attachment_caption
doc4-Etapas  do projeto, Beatriz Silva (feito a: 22/03/2024)

# data[].attributes.body
Iniciamos a sessão por reformularmos os métodos de trabalho, ou seja, cada worksapce⁽¹⁾, que está organizado de forma diferente. Nesta sessão, tivemos também connosco a ajuda do José (o responsável por dividir os dados no workspace⁽¹⁾ de cada um de nós).

Posteriormente, a professora Natália avisou-nos que os locais nos quais estávamos sentados hoje seriam os definitivos.

Na sessão anterior, os alunos tinham sido divididos em grupos, identificados por letras, cada letra indicava a ferramenta que iríamos usar. Na sessão de hoje foi decidido que essa divisão já não iria ser utilizada, ou seja, todos os alunos iriam utilizador apenas o Trinity(2) (a sua importância e/ou maneira de funcionar será explicada/s no final desta sequência de publicações) de forma a facilitar o nosso trabalho e o dos responsáveis envolvidos no projeto tornando assim mais fluídas as sessões.

Explicarei agora, de forma sucinta, a maneira como a qual o Trinity⁽²⁾ (a sua importância e/ou maneira de funcionar será explicada/s no final desta sequência de publicações) irá trabalhar e nos facilitar serviço. A ferramenta tem como intenção ler dois ramos da mesma espécie (R1 e R2). A ferramenta que vamos usar funciona como "laser", ou seja, irá ler os dois ramos em simultâneo. Esta ferramenta apenas lê 150 pares de base de forma seguida, logo este método ao qual damos o nome de Paired-end ajuda a reduzir o tempo de leitura para metade uma vez que irá ler 150 da esquerda para a direita (R1) e outros 150 da direita para a esquerda (R2).

Seguidamente, a doutora Clara explicou-nos como é que deveremos trabalhar os pósteres (logotipos das instituições parceiras, introdução, etc). Algo que irei utilizar na construção do meu póster!!

Acabei por vir embora antes da aula acabar, mas, pedi para me avisarem do que fizeram no final da sessão. Algo que mal pude tratei, não podendo no entanto ser aqui explícita na maneira como a informação foi transmitida.

⁽¹⁾É o "local" no qual iremos trabalhar, ou seja, cada worksapce corresponderá a uma pasta com a informação da espécie diferente

⁽²⁾"tool", ferramenta possível de utilizar no "Galaxy" (explicado a sua importância e/ou maneira de funcionar no final da sequência de publicações da sessão 5)

# data[].attributes.attachment_caption
doc.5- novas etapas de trabalho, Beatriz Silva (feito a: 13/04/24)

# data[].attributes.body
Começamos esta sessão com uma mudança de estratégia de trabalho, causada pela constatação de algumas dificuldades em coordenar a quantidade de dados, decorrentes do número de alunos e do uso de múltiplas plataformas. Posteriormente, ficou decidido que utilizaríamos apenas o Trinity, por ser o menos complexo. No Galaxy, foram nos disponibilizados ficheiros divididos, cada um correspondendo a uma espécie de lebre, sendo que as primeiras quatro letras do workspace⁽⁵⁾ e do ficheiro indicam a sua espécie (Leur, Lcas, etc...).

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.43- inicio da sessão com o 12ºA em peso (foto de bia; 12/04/24)

# data[].attributes.body
Em seguida, foi-nos apresentado o José, colega do João no CIBIO, responsável por disponibilizar os dados na plataforma Galaxy.

Estabeleceu-se o objetivo da sessão de hoje: deixar todos os dados a correr no Trinity, para que na proxima sessão comecemos a avaliar os resultados obtidos.

Refizemos os passos da sessão anterior, utilizando o Trinity, com os novos dados fornecidos.

Seguidamente, houve uma explicação mais detalhada sobre os parâmetros do Trinity, nomeadamente o single-end e o paired-end. Em geral, a opção paired-end utiliza o R1 e o R2, que sequenciam o DNA em direções opostas, com leitura de até 150 pares de base cada. Se forem observados mais de 300 pares de base, descartam-se.

A Dra. Clara deu-nos dicas sobre o poster científico, utilizando um PowerPoint da sua autoria. Como resultado dessas dicas, irei alterar a estrutura do meu poster.

No final, adiantamos parte do trabalho que será realizado na próxima sessão, o qual consistiu na distribuição dos dados de uma pasta que continha 10 ficheiros desorganizados, por várias histórias, e na utilização do Trinity para analisar o seu conteúdo, o DNA.

# data[].attributes.attachment_caption
Doc.6- Mafalda Teixeira, canva 13-04-2024

# data[].attributes.body
De forma mais explicativa mas sucinta, ao mesmo tempo, deixo aqui um documento criado por mim no qual tento esclarecer qualquer possível dúvida relacionada com o trabalho realizado a computador nesta sessão.

# data[].attributes.body
Nesta sessão, ficamos sob a orientação do Dr. José. Começamos por utilizar uma outra ferramenta presente na plataforma Galaxy, chamada "Filter FASTA". Esta ferramenta, como o nome indica, filtra o comprimento das cadeias de DNA presentes no ficheiro resultante do Trinity. O objetivo ao utilizar esta ferramenta é filtrar a cadeia de DNA com o maior comprimento, ou seja, com o maior número de bases nitrogenadas, o que corresponderá ao DNA mitocondrial. Assim, começamos por escolher um valor padrão para o comprimento mínimo da sequência, sendo este valor de 5000. Em seguida, dependendo do número de sequências encontradas (o que varia de espécie para espécie), vamos aumentando esse valor até atingirmos 5 ou 6 sequências encontradas. Abrimos estas sequências e encontramos no início de cada uma a indicação "Len=nº de bases nitrogenadas". Comparamos todas até encontrarmos a maior. Tomando como exemplo "Len=16936", no valor mínimo de sequências colocamos 16935 para ficarmos apenas com o ficheiro que contém o DNA maior.

Repetimos o mesmo procedimento em todas as espécies em que a ferramenta Trinity já tinha atuado.

Esta etapa ajudou-me, pois consegui compreender melhor o procedimento realizado na sessão anterior pelo Trinity. Com o auxílio do R1 e R2, o Trinity, além de ler e descartar qualquer pedaço de DNA com mais de 300 bases nitrogenadas, ainda forma um "puzzle" com todos os pedaços de DNA de 300 bases, criando várias sequências de DNA de diferentes comprimentos. Sendo isso o que o Filter FASTA vai filtrar.

Outra ferramenta nova foi-nos apresentada, o "Mitos2". Ao utilizar o Mitos2, é possível extrair e anotar os genes individuais presentes nos genomas mitocondriais identificados nas amostras. Dessa forma, podemos alinhar o DNA mitocondrial. Visto que este é circular, é crucial começar pelo mesmo gene para garantir que seja reconhecido corretamente. Esta fase é fundamental para, posteriormente, compararmos as sequências de DNA mitocondrial de diferentes espécies e identificar padrões evolutivos. Trata-se de uma etapa muito importante na análise filogenética.

O procedimento realizado foi o seguinte:

1. Escolher um gene ao nosso critério. Esse gene será aquele que iremos extrair de todas as outras espécies. Optei pelo gene atp6.

2. Fizemos o download dos dados pela plataforma Galaxy para o bloco de notas do computador.

3. Copiei o meu gene para uma nova pasta, mudando o nome do ficheiro para "Leur7_atp6".

4. Recoloquei o ficheiro com o novo nome no Galaxy, tendo agora apenas o gene que escolhi.

# data[].attributes.body
Na sessão de hoje iniciamos apenas com o Doutor José. Este comunicou-nos que a maior parte do trabalho realizado na aula anterior não iria ser usado, uma vez que, no geral, o material não tinha sido tratado de forma correta.

No decorrer desta sessão, foram-nos apresentadas duas tools(1) novas com as quais trabalhamos, ainda dentro da plataforma "Galaxy"⁽²⁾.

Em sequência do trabalho realizado na sessão anterior em que colocamos devidamente documentos a ser decorridos, trabalho que voltou a ser realizado pelo Doutor José, foi-nos apresentada uma outras ferramenta, o "Filter Fasta"⁽³⁾ (a sua importância e/ou maneira de funcionar será explicada/s no final desta sequência de publicações). Com a utilização desta "tool"⁽¹⁾ foi-nos possível obter um resultado, ou seja, a carreira de DNA mitocondrial dos indivíduos em estudo.

Sendo a final, mas não menos importante, a última ferramenta utilizada nesta a foi a "MITOS2"(4) (a sua importância e a maneira de funcionar com ela será explicada no último documento apresentado nesta sequência de publicações). Como é de esperar, a utilização desta ferramenta teve como resultado um documento que será usado posteriormente.

De forma a concluir a aula foi-nos pedido que fizéssemos um download⁽⁵⁾ do que obtemos no passo anterior. A este ponto cada um de nós teve de escolher, dentro do documento ao qual fizemos download⁽⁵⁾ escolhêssemos um gene ao nosso critério, optei pelo "cob", em todos os indivíduos das espécies com que estamos a trabalhar.

⁽¹⁾Ferramentas

⁽²⁾É uma plataforma que integra dados de várias fontes, facilitando análises e visualizações. É usada em pesquisa científica, especialmente na biologia e na genómica

⁽³⁾"tool", ferramenta, possível de utilizar no "Galaxy" (explicado a sua importância e/ou maneira de funcionar no final da sequência de publicações da sessão 6)

⁽⁴⁾"tool", ferramenta, possível de utilizar no "Galaxy" (explicado a sua importância e/ou maneira de funcionar no final da sequência de publicações da sessão 6)

⁽⁵⁾Transferir documentos

# data[].attributes.body
Tal como mencionado na descrição desta sessão, deixo aqui, de modo a ajudar a compreender esta ferramenta, um documento elaborado por mim.

# data[].attributes.body
Tal como disse anteriormente, deixo aqui mais um documento que descreve a maneira de utilização do trabalho.

# data[].attributes.body
Mitocôndria: Funcionamento e Evolução - Departamento de Biotecnologia Agropecuária e Ambiental - Unesp - Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias - Câmpus de Jaboticabal (consultado a 24.04.2024)

Gene – Wikipédia, a enciclopédia livre (wikipedia.org) (consultado a 24.04.2024)

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.53-Screenshot da ferramenta IQ-TREE e da nova historia "Filogenia2" (foto da bia, 28.04.2024)

# data[].attributes.body
Conforme mencionei, fiquei encarregue de inserir os dados das três, todas com o mesmo gene, na ferramenta IQ-TREE. Para isso, tive que criar uma nova história denominada "Filogenia2". No entanto, ocorreram alguns contratempos relacionados com a transferência dos dados para o GALAXY. Após várias tentativas, descobri que só podiam ser transferidos se estivessem presentes no ambiente de trabalho.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.54- Célula, mitocôndria e DNA mitocondrial

# data[].attributes.body
A sessão de hoje decorreu apenas com o Doutor João. Este iniciou a sessão por fazer chamada, como de costume e avisou-nos que póster que tinha sido realizado individualmente apenas serviria de avaliação para o Doutor João, mas, posteriormente, teríamos de realizar outro, em grupo, para avaliação da professora Natália. Pediu-nos, posteriormente, para o colocar a par do que tínhamos feito na última sessão com o Doutor José. Ainda nesta primeira parte da sessão, avisou-nos, também, que o Doutor José tinha feito algumas correções nos materiais de alguns alunos, algo que não aconteceu com os meus.

Seguidamente criamos uma nova ”history”⁽¹⁾ na qual lhe damos o nome “filogenia” e fazemos “upload”⁽²⁾ dos documentos que obtemos na aula anterior pela ferramenta “MITOS2”⁽³⁾ (a sua importância e a maneira de funcionar com ela será explicada no último documento apresentado nesta sequência de publicações).

Seguidamente utilizamos a ferramenta “mafft”⁽⁴⁾(a sua importância e a maneira de funcionar com ela será explicada no último documento apresentado nesta sequência de publicações).

No seguimento da sessão, o Doutor João seguiu falando um pouco sobre sobre a seleção natural, dando exemplo dos dedos dos pés, do apêndice no ser humano etc, associando esta seleção às condições momentâneas.

Juntamos todos os resultados obtidos com a ferramenta anterior, entre cada grupo, para, posteriormente, na próxima sessão, nos ser possível começar a criar a árvore filogenética dos indivíduos.

O meu grupo (Beatriz Siva, Carolina e eu) juntamos as nossas sequências de genes  pois iremos criar a árvore filogenética com as informações dos indivíduos de nós as três.

Por fim, utilizamos a ferramenta "iq-tree"⁽⁵⁾ que nos irá ajudar a construir a árvore filogenética.

⁽¹⁾ Pasta na qual podemos guardar documentos separados de outros

(2) carregar do computador para a plataforma um documento

(3) "tool", ferramenta, possível de utilizar no "Galaxy" (explicado a sua importância e/ou aneira de funcionar no final da sequência de publicações da sessão 6)

⁽⁴⁾ "tool", ferramenta, possível de utilizar no "Galaxy" (a sua importância e/ou maneira de funcionar explicada/s no final desta sequência de publicações)

⁽⁵⁾ "tool", ferramenta, possível de utilizar no "Galaxy" (a sua importância e/ou maneira de funcionar explicada/s no final desta sequência de publicações)

# data[].attributes.body
Tal como disse na publicação em que descrevo a sessão 7, deixo aqui descrito como funciona e qual a finalidade desta ferramenta, realizado por mim

# data[].attributes.body
Deixo aqui a descrição de como esta ferramenta funciona e a sua intenção final.

# data[].attributes.body
https://www.google.pt/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.facebook.com%2Fmitocondriasfelices%2Fphotos%2Fa.872404052913039%2F1291604357659671%2F%3Ftype%3D3%26locale%3Des_LA&psig=AOvVaw3v79D4MBRw7Xiecy7Qm7rC&ust=1714667604097000&source=images&cd=vfe&opi=89978449&ved=0CBIQjRxqFwoTCMj9mN_w7IUDFQAAAAAdAAAAABAE (consultado a 01.05.2024)

Herança do DNA mitocondrial e cloroplástico (artigo) | Khan Academy (consultado a 01.05.2024)

https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/selecao-natural.htm (consultado a: 26.04.2024)

https://www.connect-gene.com/mapa (consultado a: 26.04.2024)

https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/natural-selection/population-genetics/a/genetic-drift-founder-bottleneck (consultado a: 26.04.2024)

https://www.todamateria.com.br/deriva-genetica/ (consultado a: 26.04.2024)

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.58- inicio da sessão com os coleguitas (foto da bia, 03.05.2024)

# data[].attributes.body
Iniciámos a sessão com a questão-problema: O que faremos na feira da ciência/workshop? Este assunto não foi muito desenvolvido e apenas foi mencionado superficialmente.

Posteriormente, seguindo o PowerPoint fornecido pelo Dr. João, procedemos ao download da nossa árvore filogenética, através dos seguintes passos:

Download da árvore coseno resultante da ferramenta IQ-TREE.

Acedemos ao site ITOL e carregámos a árvore para este, alterando no painel de controlo o parâmetro "raiz do ponto médio".

Visualizámos a árvore filogenética e tirámos as conclusões necessárias.

Devemos definir a raiz do ponto médio no painel de controlo do site ITOL para identificar com maior precisão a sequência mais distante. Esta técnica ajuda a equilibrar as distâncias entre as sequências na árvore filogenética, garantindo que a sequência mais distante seja corretamente posicionada na extremidade da árvore. Este processo é essencial para uma análise precisa da divergência evolutiva entre as amostras, pois ajuda a identificar a relação de parentesco mais distante em relação às outras sequências.

# data[].attributes.attachment_caption
Doc.9- Arvore filogenética com o gene "cob" (realizado a: 03.05.2023)

# data[].attributes.body
Após a visualização da árvore filogenética, o conceito dos "braços" foi esclarecido pelo Dr. João e pelo José.

Cada linha horizontal na árvore representa o número de diferenças entre as sequências de ADN das espécies de lebres analisadas. Os "braços" da árvore, quando apresentam comprimentos diferentes, indicam o número de diferenças nas bases nitrogenadas do ADN, ou seja, as bases que se distinguem entre as sequências. Essa variação é observada ao longo da linha horizontal.

Esses dados fornecem informações sobre o tempo e a taxa de mutação ou divergência entre as espécies. Podemos calcular o tempo estimado desde a divergência das espécies multiplicando o número de mutações pela constante esperada de mutações ao longo do tempo. Por exemplo, se esperarmos uma mutação a cada mil anos, podemos utilizar o número total de mutações para estimar há quanto tempo as espécies partilharam um ancestral comum.

# data[].attributes.body
Nos últimos momentos da sessão, dedicámos tempo a esclarecer dúvidas sobre os posters, focando-nos especialmente nos resultados e na discussão. Em cada um, apresentámos os seguintes conceitos:

Resultados: Apresentámos a árvore filogenética e descrevemos-a, destacando o gene selecionado e como os indivíduos da mesma espécie estão agrupados. Identificámos também o "out group", ou seja, o indivíduo mais distante na árvore.

Discussão: Explorámos se a nossa árvore agrupa todos os indivíduos de cada espécie e, caso contrário, o que isso pode significar. Analisámos se a árvore do nosso gene é idêntica à árvore das espécies, e explicámos por que razão o L. americanus (Lame) é sempre o "out group".

# data[].attributes.attachment_caption
Doc.11- Etapas de trabalho, Beatriz Silva (feito a: 03.05.2024)

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.59- Fá e Bia com duas colegas de outra turma prontas a iniciar a sessão

# data[].attributes.body
Iniciamos a sessão de hoje com os dois projetos em conjunto de modo a tirar dúvidas e esclarecer certos temas relativos ao projeto e divisão de grupos. De seguida, utilizamos o site “ITOL”⁽¹⁾ no qual fizemos upload⁽²⁾ dos documentos finais de todos os indivíduos do grupo de modo a criar a nossa árvore filogenética. Uma vez que a responsável do grupo para tratar deste parâmetro era a Beatriz, caso queiram saber um pouco melhor como se fez, é só consultar a publicação dela relacionada com a publicação de hoje.

Enquanto esse material carregava eu fui adiantando trabalho no padlet.

Ainda no decorrer da sessão, os Doutores João e José ensinaram-nos qual a forma correta de ler uma árvore filogenética. Devemos considerarmos cada ramo horizontal como uma diferença entre indivíduos. Ou seja, quantos mais ramos horizontais estiverem presentes entre dois indivíduos, mais diferença de nucleótidos está presente. Ou seja, se estiverem presentes 10 linhas horizontais entre cada indivíduo, estão presentes 10 diferenças entre estes dois indivíduos. Sendo também de mesma importância o tamanho de cada uma destas linhas, quanto maior for a linha, mais significativa é a diferença.

Seguidamente, de forma a ajudar-nos no nosso trabalho o Doutor João escreveu no quadro e explicou-nos certos passos que deveríamos cumprir no nosso póster, tendo sido o mais específico possível relativamente à árvore, como ela pode ser apresentada, o seu significado e o seu significado, utilizando vários exemplos.

# data[].attributes.body
As árvores filogenéticas são simplesmente representações da história evolutiva de uma espécie. Estas representações devem ser lidas da base para as pontas, sendo a base a história mais antiga e as pontas a história mais recente daquele táxon.

Táxons-irmãos- é uma expressão que é utilizada para descrever dois táxons que compartilham um ancestral comum imediato e são mais intimamente relacionados entre si do que com qualquer outro táxon na árvore filogenética.

Táxon basal- É utilizado para designar uma linhagem que se originou próximo do ancestral comum do grupo, divergindo-se mais cedo na história evolutiva do grupo em estudo e, consequentemente, encontra-se mais próximo do último ancestral comum do grupo.

É crucial salientar que, ao discutirmos árvores filogenéticas, não estamos a referir-nos às semelhanças fenotípicas, ou seja, os organismos mais próximos não são necessariamente os mais semelhantes morfologicamente.

Outro ponto importante a destacar é que o comprimento dos ramos não está relacionado com o tempo. Assim, ao interpretarmos uma árvore filogenética, a menos que informações sobre tempo estejam disponíveis, devemos focar-nos nas relações de descendência e não nas datas em que esses eventos ocorreram.

Quais espécies estão mais relacionadas?

As espécies que são mais relacionadas são aquelas que têm um ancestral comum mais recente. Em contrapartida, as espécies menos relacionadas partilham um ancestral comum menos recente.

Podemos determinar o ancestral comum mais recente de qualquer par ou grupo de espécies através de um método direto. Começamos nos extremos dos ramos que representam as duas espécies em análise e retrocedemos na árvore até encontrarmos o ponto onde as linhas das espécies se cruzam.

De onde vêm estas árvores?

A construção de árvores filogenéticas envolve a comparação e análise de várias características das espécies ou grupos em questão. Estas características abrangem desde a morfologia externa (forma/aparência) até à anatomia interna, comportamentos, vias bioquímicas, sequências de DNA e proteínas, e até mesmo os dados dos fósseis.

Para assegurar a precisão e significância das árvores geradas, os biólogos utilizam uma grande variedade de características, reduzindo assim a probabilidade de uma única característica imperfeita levar a uma interpretação errada. Contudo, é importante salientar que as árvores filogenéticas são hipóteses e não conclusões definitivas. Elas são tão boas quanto os dados disponíveis no momento da sua criação.

As árvores filogenéticas estão em constante revisão e atualização à medida que novos dados se tornam disponíveis e são incorporados à análise. Este processo é particularmente relevante nos dias de hoje, com o avanço do sequenciamento de DNA, o que amplia a nossa capacidade de comparar genes entre diferentes espécies.

Pontos principais:

1. Uma árvore filogenética é um diagrama que representa relações evolutivas entre organismos. Árvores filogenéticas são hipóteses, não fatos definitivos.

2. O padrão de ramificação de uma árvore filogenética reflete como espécies ou outros grupos evoluíram a partir de uma série de ancestrais comuns.

3. Nas árvores, duas espécies são mais relacionadas se têm um ancestral comum mais recente e menos relacionadas se têm um ancestral comum menos recente.

4. Árvores filogenéticas podem ser traçadas em vários estilos equivalentes. A rotação de uma árvore sobre seus pontos de ramificação não modifica a informação que ela apresenta.

# data[].attributes.body
Politomia- Quando observamos que de um ponto de ramificação surgem mais de dois grupos de descendentes.

A presença de uma politomia indica, geralmente, que as relações evolutivas observadas entre os grupos de seres vivos ainda não estão bem definidas. Um estudo mais aprofundado desses grupos pode levar à resolução dessa politomia. Outra explicação para as politomias é a ocorrência de especiações rápidas que ocorreram ao mesmo tempo, originando diferentes linhagens.

# data[].attributes.headline
A ideia por trás da construção de árvores

# data[].attributes.subject
A ideia por trás da construção de árvores

# data[].attributes.body
O princípio subjacente é a ideia de Darwin de "descendência com modificação". Em essência, ao observarmos as mudanças (ou características novas) nos organismos atuais, podemos inferir - ou pelo menos formular hipóteses sobre - o seu percurso de descendência a partir de um ancestral comum.

Para exemplificar, vamos considerar a árvore filogenética acima (que representa a história evolutiva de um grupo fictício de espécies semelhantes a camundongos). Podemos observar três características novas que surgiram em diferentes momentos ao longo da história evolutiva do grupo: uma cauda felpuda, orelhas grandes e bigodes. Cada nova característica é partilhada por todas as espécies descendentes do ancestral onde essa característica surgiu (indicado pelas marcas de seleção), mas está ausente nas espécies que divergiram antes do surgimento da característica.

Características derivadas- características que surgem ao longo da evolução de um grupo e que diferem das características do seu ancestral.

Caraterísticas ancestrais- características que foram herdadas de um antepassado comum por um grupo de organismos.

No nosso exemplo, uma cauda felpuda, orelhas grandes e bigodes são consideradas características derivadas, enquanto uma cauda fina, orelhas pequenas e a ausência de bigodes são características ancestrais.

É importante salientar que uma característica derivada pode surgir tanto pela perda como pela aquisição de um traço. Por exemplo, se houver uma modificação adicional na linhagem E que resulte na perda da cauda, a ausência de cauda seria então considerada uma característica derivada.

Como construir uma árvore filogenética?

1. Têm que selecionar quais grupos de organismos incluiriam na árvore e também decidir em quais características desses organismos baseariam a vossa árvore (a partir de um conjunto de suas muitas diferentes características físicas, comportamentais, e bioquímicas).

Ao construirmos uma árvore filogenética a partir de um conjunto de dados, o nosso objetivo é utilizar características derivadas partilhadas entre as espécies atuais para inferir o padrão de ramificação da sua história evolutiva. No entanto, o desafio reside no facto de não podermos observar diretamente a evolução das nossas espécies de interesse e verificar como as novas características surgiram em cada linhagem.

Assim, somos obrigados a trabalhar de forma inversa. Devemos analisar as nossas espécies de interesse - como A, B, C, D e E - e identificar quais características são ancestrais e quais são derivadas.

2. Em seguida, utilizem as características derivadas partilhadas para agrupar as espécies em conjuntos hierárquicos, tal como demonstrado anteriormente.

A árvore resultante é uma hipótese sobre a história evolutiva das espécies - geralmente, uma história com o padrão de ramificação mais simples possível que consiga explicar as suas características.

# data[].attributes.headline
Utilização de dados moleculares para construir árvores

# data[].attributes.subject
Utilização de dados moleculares para construir árvores

# data[].attributes.body
A utilização de dados moleculares para construir árvores tem sido uma ferramenta revolucionária na análise filogenética. O sequenciamento do DNA, em particular, tem desempenhado um papel fundamental neste avanço. Em vez de depender de características físicas ou comportamentais dos organismos, podemos agora comparar as sequências dos seus genes ou ⁽⁶⁾proteínas ortólogas (relacionadas evolutivamente).

O princípio básico desta comparação é semelhante ao que discutimos anteriormente: existe uma forma ancestral da sequência de DNA ou proteína, e ao longo do tempo evolutivo podem ocorrer mudanças nessas sequências. No entanto, é importante salientar que um gene ou uma proteína não representam apenas uma única característica com dois estados. Cada nucleótido de um gene ou aminoácido de uma proteína pode ser considerado como uma característica separada, podendo assumir múltiplos estados (por exemplo, A, T, C ou G para um nucleótido) através de mutação. Desta forma, um gene com 100 nucleótidos, por exemplo, poderia representar 100 características diferentes existindo em 4 estados!

A quantidade de informação que podemos obter a partir de comparações de sequências - e, consequentemente, a resolução que podemos alcançar numa árvore filogenética - é muito maior do que quando usamos características físicas.

Para analisar os dados de sequências e identificar a árvore filogenética mais provável, os biólogos geralmente recorrem a programas de computador e algoritmos estatísticos.

# data[].attributes.body
Através deste vídeo, consegui compreender melhor o que é uma árvore filogenética e os seus constituintes, o que é fundamental para construir uma com precisão.

# data[].attributes.attachment_link.title
Árvores filogenéticas - Biologia - Ensino Médio

# data[].attributes.headline
Aves têm uma nova árvore da vida sustentada na genética!!

# data[].attributes.subject
Aves têm uma nova árvore da vida sustentada na genética!!

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
O que faz que uma ave seja uma ave? Quando é que as aves perderam os dentes? Qual a relação entre e o canto das aves e a fala humana? Uma análise genética sem precedentes dos genomas de dezenas de espécies de aves permitiu vislumbrar respostas - e algumas delas são surpreendentes.

As aves são os únicos descendentes vivos dos dinossauros. Há 66 milhões de anos, quando um cataclismo global acabou com a esmagadora maioria dos dinossauros - e praticamente com quase toda a vida na Terra -, algumas linhagens de aves conseguiram sobreviver. A seguir, um autêntico "big bang" evolutivo daria origem às mais de 10.000 espécies de aves que hoje povoam o nosso planeta. Esta é uma das conclusões a que chegou uma colaboração científica internacional que redesenhou, com base no ADN de dezenas de espécies de aves, a árvore da vida dos vertebrados alados.

Um manancial de primeiros resultados já deu origem à publicação simultânea de 28 artigos científicos na quinta-feira, oito dos quais na revista Science e o resto distribuído por vários outros jornais científicos. Outros ainda estão em curso de revisão e deverão ser publicados em breve.

As espécies de aves actuais são muitas e muito diversas - algumas medem poucos centímetros de altura (como os colibris) e outras quase três metros (como as avestruzes); têm penas de todas as cores e feitios; vivem em todo o tipo de habitats, comem todo o tipo de alimentos. Umas cantam, outras não - e há ainda as que aprendem a imitar qualquer som, da voz humana às motosserras...

Isto tem dado grandes dores de cabeça aos especialistas que tentam construir a árvore genealógica das aves. As características anatómicas e morfológicas das diferentes espécies não chegam nem para começar a desemaranhar os caminhos evolutivos que desembocaram nesta espectacular biodiversidade. E mais: como os estudos genéticos que têm sido feitos para tentar consolidar uma visão global da evolução das aves apenas tomavam em conta umas dezenas de genes específicos, só contribuíam para aumentar a confusão, gerando muitos resultados contraditórios.

Porquê? Precisamente porque as aves evoluíram e diversificaram-se tão depressa que as várias linhagens não se conseguiram diferenciar o suficiente, a nível genético, para ser possível distinguir os diversos ramos da árvore só com base num punhado de genes, explica em comunicado a Universidade Estadual do Luisiana (EUA), cujos cientistas participaram no trabalho.

Mas agora, um consórcio internacional que integra mais de 200 investigadores oriundos de mais de 80 instituições em 20 países (incluindo Portugal), analisou a totalidade do genoma de dezenas de espécies de aves modernas. E ao fim de quatro anos, produziu a tão procurada nova árvore genealógica.

Tudo começou em finais de 2010, quando os três "pais" do consórcio - Guojie Zhang, da Universidade de Copenhaga (Dinamarca) e do Instituto de Genómica de Pequim (China); Tom Gilbert, da Universidade Curtin (Austrália) e do Museu de História Natural da Dinamarca; e o neurocientista Erich Jarvis, da Universidade Duke e do Instituto Médico Howard Hughes (EUA) - decidiram utilizar a capacidade sequenciação genética das técnicas actuais para atacar frontalmente o problema da genealogia aviária, "uma das questões mais inacessíveis da biologia evolutiva", como notou Gilbert numa teleconferência de imprensa organizada pelos editores da Science, dois dias antes da publicação dos artigos. "Quando Tom Gilbert e Guojie Zhang me convidaram a juntar-me a este esforço para tentar resolver a árvore genealógica das aves através da análise da totalidade do genoma, aceitei com entusiasmo", acrescentou Jarvis.

Três séculos de cálculos
O que fizeram as equipas do auto-designado Consórcio Filogenómico das Aves (Avian Phylogenomics Consortium)? Compararam os genomas de 48 espécies de aves - corvos, patos, falcões, periquitos, íbis, pica-paus, águias, corujas e muitas outras - que representam os principais ramos das aves modernas. Apenas três desses genomas (galinha, peru e mandarim) já existiam; 45 foram sequenciados pelo próprio consórcio. Diga-se ainda que, para obter o ADN de cada espécie, os autores recorreram a amostras congeladas de tecido de aves recolhidas e conservadas, ao longo dos últimos 30 anos, por vários museus de ciências naturais do mundo.

E assim, os cientistas obtiveram uma nova árvore genealógica que integra, com um nível de pormenor sem precedentes, a complexa história evolutiva inscrita no ADN das aves - e que fornece resultados coerentes.

Mas não foi fácil. E do ponto de vista técnico, o feito foi, no mínimo, hercúleo - exigindo o desenvolvimento de novas técnicas de cálculo. Sem ir mais longe, basta dizer que foi preciso tratar uma quantidade astronómica de dados, relativos a cerca de 14.000 sequências genéticas para cada espécie de ave. "Para 50 espécies, o número de árvores da vida possíveis é maior do que o número de átomos do Universo", salienta por seu lado em comunicado Andre Aberer, do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (Alemanha), que participou na análise computacional dos dados. E entre essas árvores todas, é preciso encontrar uma que explique os dados fósseis, anatómicos e outros de forma plausível.

Este aspecto do trabalho foi liderado pela matemática Tandy Warnow, da Universidade do Illinois (EUA). Como explica esta cientista em comunicado, existem duas abordagens estatísticas completamente diferentes para construir uma árvore da vida a partir de dados genéticos. A mais convencional consiste em reunir todos os dados numa gigantesca tabela e calcular uma árvore global a partir deles. A outra consiste em olhar para os dados relativos a cada gene em separado (de todas as espécies ao mesmo tempo), calcular uma árvore genealógica para esse gene e a seguir juntar todas essas árvores de genes individuais para obter a árvore genealógica global das espécies em estudo. E de facto, os cientistas decidiram construir uma árvore com cada uma destas técnicas, esperando que as duas iriam coincidir.

Só que, numa primeira fase, as duas árvores obtidas não batiam certo. Mas Warnow e os seus colegas acabaram por perceber que a segunda abordagem introduzia erros nos cálculos devido à própria natureza da evolução genética. Isso obrigou-os, para além de todo o resto, a inventar uma nova técnica para eliminar esses erros de forma fiável. No fim, os seus esforços foram recompensados: as duas árvores revelaram ser quase idênticas, como explicou Warnow na já referida teleconferência.

Os cálculos exigiram a utilização de supercomputadores, com um total de 4000 processadores informáticos a trabalhar em paralelo em vários centros de computação, pois a computação da árvore teria demorado 300 anos se tivesse sido utilizado apenas um computador convencional. E só os testes preliminares do método demoraram o equivalente de 100 anos...

Perda maciça de genes
Esta primeira "leva" de resultados já revelou pistas absolutamente inéditas - e por vezes inesperadas - acerca da evolução das aves. Sobre a perda dos seus dentes, a evolução do canto nalgumas espécies, sobre o antepassado de todas as aves. E ainda insuspeitados parentescos entre aves aparentemente muito diferentes e a redução radical do genoma das aves ao longo da sua história.

Uma das coisas que os cientistas fizeram foi juntar a nova árvore e os achados fósseis para datar o início da explosiva expansão das aves. Resultado: esse "big bang" foi há 66 milhões de anos - ou seja, precisamente logo após um asteróide ter acabado com os dinossauros, como já se pensava.

A nova árvore genealógica também permite estimar que o "big bang" das aves terá acontecido num ápice em termos evolutivos: logo nos primeiros 10 a 15 milhões de anos que se seguiram. E ainda que as aves perderam os seus dentes há 116 milhões de anos; e que a aprendizagem do canto pelas aves está relacionada, em termos genéticos e neuronais, com a aprendizagem da fala nos humanos.

Outra novidade a propósito das capacidades vocais: a aprendizagem do canto terá surgido nas aves pelo menos duas vezes ao longo da evolução, de forma independente - ou seja, em espécies de aves afastadas do ponto de vista genealógico. Uma vez nos papagaios e nas aves de canto em geral, provavelmente a partir de um antepassado comum; e outra nos colibris, que pertencem a um ramo diferente da árvore ("sim, os colibris cantam e aprendem a cantar dos seus pais", diz o co-autor Cláudio Mello em comunicado da Universidade de Saúde e Ciência do Oregon).

De destacar ainda, o facto que o antepassado comum a todas as aves terrestres - incluindo papagaios e aves de canto, falcões e águias - terá sido um grande predador (não esqueçamos que as aves já tiveram dentes...); e também que, ao contrário do que seria de esperar, os flamingos são parentes muito mais próximos dos pombos do que, por exemplo, dos pelicanos.

Em Portugal, participaram no consócio Agostinho Antunes e os seus colegas do Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR) da Universidade do Porto. A investigação desenvolvida por esta equipa, explica aquela instituição em comunicado, focou-se em particular no estudo de determinadas famílias de genes que permitem explicar, por exemplo, como as aves evoluíram para ter um esqueleto mais leve, visão a cores, padrões de coloração das penas, diversificação do olfacto, do gosto, da imunidade e da resistência a doenças ou da reprodução.

Já se sabia que o ADN das aves é muito mais pequeno do que o dos mamíferos (um terço do tamanho). E o consórcio concluiu agora que, ao longo da evolução, o genoma das aves perdeu milhares de genes - muitos deles essenciais para a sobrevivência dos mamíferos. A natureza terá portanto "arranjado" soluções alternativas e talvez seja por isso, especulam, que as aves perderam os seus dentes, ou que muitas espécies de aves só possuem um ovário - ou ainda que os seus ossos são ocos e leves, permitindo o voo, e que o seu sistema respiratório muito especial.

"Muitos desses genes [perdidos pelas aves] têm funções essenciais nos seres humanos, por exemplo na reprodução, na formação do esqueleto e no sistema pulmonar", diz Agostinho Antunes, citado no comunicado do CIIMAR. "A perda desses genes-chave pode ter tido um efeito significativo sobre a evolução de muitos fenótipos [características físicas] distintos das aves. Esta é uma descoberta entusiasmante, muito diferente do que as pessoas habitualmente pensam, que é que a inovação é normalmente criada [pelo aparecimento de] novo material genético e não pela sua perda. "

Aprender a cantar
O consórcio espera esclarecer esta e muitas outras questões. Para isso, tenciona colocar em breve os seus dados online e torná-los acessíveis gratuitamente aos cientistas do mundo inteiro. Mas não apenas aos especialistas das aves: "Os métodos que foram desenvolvidos para analisar os dados das aves são imediatamente utilizáveis com qualquer conjunto de dados filogenéticos e vamos usá-los para a analisar insectos, mamíferos - e até plantas", frisou Tandy Warnow. "Estamos a sequenciar mais genomas de aves e vamos continuar a trabalhar em consórcio e também com outras equipas", acrescentou Jarvis. Será que também vai ser preciso rescrever a história evolutiva desses animais?

Os novos resultados poderão mesmo ter implicações inovadoras em termos de saúde humana, mais precisamente no estudo das perturbações da fala no ser humano. Um dos artigos publicados na Science põe em evidência um conjunto de 50 genes que apresentam padrões de actividade semelhantes no cérebro das aves de canto e dos humanos - mas não no cérebro das aves que não cantam e dos primatas não humanos que não falam, lê-se num comunicado da Universidade Duke. Trata-se de genes envolvidos na formação de novas ligações entre neurónios do córtex motor e neurónios que controlam os músculos que produzem sons.

"Esses genes estão presentes nos genomas de todas as espécies, mas a sua actividade é muito mais alta (ou mais baixa) nas regiões cerebrais especializadas na aprendizagem do canto ou da fala nas aves e nos humanos", frisa Jarvis, especialista do canto das aves e líder desta vertente do trabalho. "O que isso me sugere é que quando se dá a evolução da aprendizagem da fala [numa espécie], talvez só exista um número limitado de opções em termos da evolução dos circuitos cerebrais necessários." Seja como for, a existência dessas semelhanças a nível genético, acrescenta, significa que as aves de canto poderão ser um bom modelo experimental para estudar a genética dos problemas da fala em humanos.

Last but not least, os genomas das aves também foram comparados com os de crocodilos, aligatores e gaviais ("crocodilinos" da Índia e Birmânia), os parentes vivos mais próximos das aves actuais. E como as aves e estes répteis pertencem ao mesmo grupo filogenético que os dinossauros, foi possível vislumbrar o genoma do antepassado dos dinossauros que se extinguiram há 66 milhões de anos.

# data[].attributes.attachment_link.title
Aves têm nova árvore da vida sustentada na genética

# data[].attributes.attachment_link.description
O que faz que uma ave seja uma ave? Quando é que as aves perderam os dentes? Qual a relação entre e o canto das aves e a fala humana? Uma análise genética sem precedentes dos genomas de dezenas de espécies de aves permitiu vislumbrar respostas - e a

# data[].attributes.body
A partir dos artigos sobre a reconstrução da árvore evolutiva das aves através da análise do DNA, aprendi várias lições relevantes para a pesquisa sobre a história das lebres:

1. A importância da Análise Genômica:

A análise do DNA é uma ferramenta poderosa para reconstruir a história evolutiva de uma espécie.

2. Perda e Modificação de Genes:

A análise genómica das aves revelou perdas significativas de genes ao longo de sua evolução. Da mesma forma, posso esperar encontrar modificações genéticas e perdas de genes nas lebres, especialmente relacionadas às características específicas de sua adaptação ao ambiente.

3. A Utilização do Programa "Galaxy" na Análise Genómica:

A introdução do programa "Galaxy" representa um marco significativo na análise de dados genéticos. Sua utilidade e eficácia em comparação com métodos anteriores evidenciam uma mudança paradigmática na pesquisa genómica. Essa ferramenta promissora tem o potencial de revolucionar a investigação de dados genéticos, simplificando e otimizando os processos de construção de árvores genealógicas.

Ao aplicar esses princípios à minha pesquisa sobre lebres, posso obter insights valiosos sobre a sua história evolutiva e construir uma árvore genealógica mais completa e precisa.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
As 48 espécies de aves foram escolhidas de forma a "representarem o melhor possível os grupos que existem", explicou ao Observador Agostinho Antunes, investigador no Centro Interdisciplinar de investigação Marinha e Ambiental (Ciimar). "A ideia era ter os grandes grupos, mas também as espécies que têm características únicas, que têm interesse económico ou que servem de modelos na saúde humana." O investigador revelou que há intenções de que se aumentem o número de espécies analisadas no futuro.

Quando comparado o material genético das aves com o dos répteis, os investigadores verificaram que o ADN das aves tem menos sequencias repetidas e que perderam centenas de genes durante a evolução, lê-se no comunicado de imprensa do Ciimar. Este genoma "mais leve" ou "mais compacto" aparece sobretudo nas aves que voam, explicou Agostinho Antunes e pode ter uma relação funcional direta com o voo visto que o genoma dos morcegos também é mais compacto quando comparado com o dos outros mamíferos.

A equipa de nove investigadores liderada por Agostinho Antunes inclui investigadores do Ciimar, Faculdade de Ciências e Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar, todos ligados à Universidade do Porto. O foco foi em particular no estudo de determinadas famílias de genes que permitem explicar porque é que as aves têm um esqueleto mais leve, como desenvolveram a visão a cores, onde se originam os padrões de coloração das penas ou a imunidade e resistência a doenças, conforme referido em comunicado de imprensa.

A colaboração internacional é liderada por Guojie Zhang do Banco Nacional de Genes (BGI) na China, Erich Jarvis, da Universidade de Duke nos Estados Unidos da América, e Thomas Gilbert do Museu de História Natural da Dinamarca. Para Guojie Zhang o mais difícil não foi a sequenciação genética dos genomas, que se fez em seis ou sete meses, mas o processamento de todos os dados que levou mais três anos e meio, referiu The Scientist. A equipa teve de desenvolver novos algoritmos que lhe permitisse analisar todos os dados que tinham, mas mesmo assim, se o trabalho tivesse sido feito num único computador, levaria cerca de 400 anos a estar finalizado.

# data[].attributes.attachment_link.title
Revelada a explosão evolutiva das aves depois do fim dos dinossauros

# data[].attributes.attachment_link.description
A análise da informação genética de 48 espécies de aves ajudou a criar uma nova árvore evolutiva para este grupo. De umas poucas linhagens iniciais, o grupo das aves tornou-se um dos mais diversos.

# data[].attributes.body
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/filogenia-que-isto.htm (consultado a 20.04.24)

https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/natural-selection/phylogeny/a/building-an-evolutionary-tree (consultado a 20.04.24)

https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/natural-selection/phylogeny/a/phylogenetic-trees (consultado a 20.04.24)

https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/filogenia.htm (consultado a 20.04.24)

https://evosite.ib.usp.br/evo101/IICTreebuilding.shtml (consultado a 20.04.24)

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.3-Equitação-de olhos fechados porque as melhores coisas da vida são sentidas dessa forma. (foto de Carolina)

# data[].attributes.body
Olá, eu sou a Carolina.

Tenho 17 anos e quero ser engenheira informática.

Escolhi biologia como disciplina de opção porque sempre gostei do assunto.

Eu sou uma pessoa alegre, divertida, com cara de nojo para tudo e todos, mas prometo que sou um amor.

Tenho uma paixão enorme por cavalos desde que me conheço por gente e quando vi um desenho animado chamado "O Rancho", apaixonei-me ainda mais por estes animais majestosos.

Sempre quis aprender a andar a cavalo, mas só consegui realizar esse desejo quando fiz 16 anos.

Estou a adorar a experiência e definitivamente tenho a certeza que quero seguir com este desporto para a vida.

Eu acho que, sendo engenheira informática, irei conseguir o dinheiro necessário para praticar o desporto.

O meu sonho sempre foi esse, entrar no mundo dos cavalos. Eu nunca senti a necessidade de procurar por um "amor para a vida toda" ou uma "amizade para a vida" porque sempre fui uma pessoa solitária e aprecio bastante a minha companhia.

Sinto que, por vezes, as pessoas são injustas comigo e que eu merecia mais, visto que nunca tratei mal ninguém e gosto de ajudar.

Considero-me uma boa amiga.

Também adoro ler romances clichês que eu sei que nunca irei viver.

A música para mim é um refúgio, por isso é que adoro matemática, porque consigo ouvir as músicas e estudar ao mesmo tempo.

Adorava saber tocar piano e cantar, mas o mundo é injusto e não adquiri esse talento.

Acho que o meu defeito é pensar demasiado.

Mas, por outro lado, acho que tenho demasiadas expectativas.

Quero conseguir alcançar os meus melhores resultados, pois sou uma pessoa muito competitiva.

E eu sei que vou conseguir, porque sou demasiado esforçada em relação ao meu futuro e não desisto facilmente.

# data[].attributes.body
Na sessão de hoje cada grupo trabalhou no seu póster e no workshop que iremos apresentar sobre a supervisão do Doutor José e do Doutor João.

O meu grupo trabalhou no póster e finalizamos certas características do póster como a cor das caixas, imagens, etc.

# data[].attributes.body
Nesta última sessão, trabalhamos no nosso póster final com a supervisão e ajuda do Dr. João e do Dr. José. Planificamos que eu ficaria encarregado de colocar a árvore filogenética final no póster, enquanto a Mafalda e a Carolina ficavam a corrigir o póster após as indicações dadas pelo José. No final, trabalhamos em conjunto para construir a discussão dos resultados.

# data[].attributes.body
⁽¹⁾Transcriptoma: representa todo o conjunto de moléculas de ARNm presentes numa célula específica ou tecido num determinado momento.

⁽²⁾Repositório GitHub: espaço onde os desenvolvedores podem armazenar, gerenciar e compartilhar projetos de software. O GitHub é uma plataforma popular para controle de versão e colaboração em projetos de programação e desenvolvimento de software.

⁽³⁾A embriologia estuda o processo de formação e desenvolvimento do indivíduo desde o zigoto até o nascimento.

⁽⁴⁾Arquivos FASTQ são um tipo de formato de arquivo comumente usado para armazenar sequências de nucleotídeos, especialmente de dados de sequenciamento de DNA ou RNA.

⁽⁵⁾Corresponde ao local onde se encontram os ficheiros R1 e R2 de uma espécie de lebre.

⁽⁶⁾Proteínas ortólogas são proteínas homólogas encontradas em diferentes espécies que se separaram de um ancestral comum através de um evento de especiação.

⁽⁷⁾Ficheiro que contem o gene escolhido de uma determinada espécie.

⁽⁸⁾É um processo em que os organismos mais aptos são selecionados, pois são os mais capazes de viver num determinado ambiente, sobreviver no meio, reproduzir-se e transmitir as suas características aos seus descendentes.

⁽⁹⁾é uma abordagem na biologia evolutiva que estuda como as interações entre os genes e o ambiente moldam a evolução das populações. Ela considera que os genes estão interligados como numa paisagem, onde as diferentes combinações genéticas são representadas por diferentes pontos nessa paisagem. A teoria explora como essas paisagens genéticas mudam ao longo do tempo devido à seleção natural, migração, mutação e deriva genética, influenciando assim a adaptação e diversificação das espécies ao longo da evolução.

⁽¹⁰⁾refere-se às mudanças aleatórias na frequência dos alelos numa população ao longo do tempo, devido a eventos como acaso, tamanho populacional reduzido e ausência de seleção natural significativa. Isso pode levar a uma perda de diversidade genética e à fixação de determinados alelos na população, mesmo que não confiram qualquer vantagem adaptativa.

# data[].attributes.body
Deixo aqui um glossário com todas as palavras que durante o "Diário de Aprendizagem" apresento o significado, estando expostas por ordem alfabética:

Agente mutagénico: É uma substância ou agente físico que causa mutações no material genético dos organismos vivos, podendo dar origem a alterações hereditárias ou erros a nível genético

Apoptose: É também conhecida como "morte celular programada", é um processo natural de morte celular que ocorre no organismo, eliminando células danificadas, envelhecidas ou não necessárias, de forma controlada.

ATP: É a sigla usada para “adenosina trifosfato” que é a principal molécula carregada de energia química utilizada nas demais funções das células

ATP síntase: É uma enzima essencial nos organismos vivos que catalisa a síntese de ATP, a principal molécula de energia celular, a partir de ADP e fosfato inorgânico durante a fosforilação oxidativa

Broto: Pequena protuberância que se desenvolve a partir de sementes ou partes vegetativas, como caules, folhas ou raízes

Célula eucariótica: É uma célula que tem invólucro nuclear e muitos organelos membranares. Tem núcleo organizado, possui um invólucro nuclear. Pode ser animais ou vegetais, sendo diferente uma da outra

Célula germinativa: É uma célula reprodutiva especializada, como óvulos ou espermatozoides, responsáveis pela transmissão do material genético para a próxima geração durante a reprodução sexual nos organismos multicelulares

Célula procariótica: É uma célula mais simples, não tem organelos membranares nem núcleo individualizado.

Célula somática: É referente a qualquer célula do corpo que não seja uma célula reprodutiva. Esta célula desempenha funções específicas e não está envolvida na reprodução

Citoplasma: É a parte líquida da célula onde ocorrem muitas das suas atividades metabólicas, excluindo o núcleo

Citosol: É um material gelatinoso, que pode conter uma consistência mais fluída ou viscosa. Este é rico em água, proteínas dissolvidas, eletrólitos (partículas que carregam carga elétrica positiva ou negativa), glicose (carboidrato simples, monossacarídeo), compostos lipídicos e substâncias que irão conter os organelos celulares e o citoesqueleto (estrutura dinâmica que está presente no interior das células)

Cloroplasto: É um organelo celular encontrado em células de plantas e algas. Responsável pela fotossíntese, possui pigmentos como clorofila, que captam a energia luminosa para converter em energia química

Coenzima A: É uma molécula essencial na metabolização de nutrientes e na produção de energia nas células

Crepusculares: são aqueles que são mais ativos durante o amanhecer ou ao anoitecer. Eles aproveitam as condições de luz mais suaves nestas horas para se alimentarem, se reproduzirem ou se protegerem

Crista mitocondrial: É responsável por garantir o aumento da superfície da membrana interna. É possível perceber a presença de enzimas e também outros componentes que são importantes no processo de respiração celular (é definido por ser o processo onde as mitocôndrias sofrem oxigénio e possibilitam a produção de ATP)

Dados WGS: (World Geodetic System) referem-se a um sistema de coordenadas geográficas utilizado para posicionamento global. É uma referência geodésica fundamental para navegação e cartografia

Download: transferir documentos

Eletrões: São partículas subatómicas com carga negativa, encontradas nos átomos

Espécies reativas de oxigénio (ROS): São moléculas que contêm o elemento oxigénio e são quimicamente ativas

FADH: É uma coenzima que transporta eletrões durante a respiração celular, ajudando na produção de energia. Funciona no ciclo de Krebs e na cadeia respiratória

Fenótipo: É a expressão física e observável das características de um organismo, resultante da interação entre o seu genótipo e o ambiente em que se desenvolve

Filter fasta: "tool", ferramenta, possível de utilizar no "Galaxy" (explicado a sua importância e/ou maneira de funcionar no final da sequência de publicações da sessão 6)

Franja setentrional: refere-se à região mais ao norte de um país ou território. É frequentemente associada a áreas de clima mais frio e menos desenvolvimento humano e económico

Galaxy: É uma plataforma que integra dados de várias fontes, facilitando análises e visualizações. É usada em pesquisa científica, especialmente na biologia e na genómica

Genótipo: É referente à composição genética de um organismo, representando o conjunto de genes que determinam as características hereditárias de um indivíduo, independentemente de serem expressos ou não

Glicose: É um açúcar simples que serve como fonte de energia para os organismos vivos, essencial para o metabolismo celular, carboidrato simples, monossacarídeo

Gramíneas: são plantas herbáceas, com folhas longas e estreitas, geralmente formando relva. São comuns em pastagens, campos agrícolas e paisagens naturais, e incluem espécies como o trigo e o milho

GTP: (Guanosina-5'-trifosfato) é um nucleótido envolvido na síntese de proteínas, que atua como molécula energética durante a tradução do RNA mensageiro (mRNA) em proteínas no processo celular

Hialoplasma: É o fluido viscoso dentro da célula, onde ocorrem várias reações químicas e se distribuem os organelos celulares

History: Pasta na qual podemos guardar documentos separados de outros

Invaginação: Refere-se ao dobramento de uma parte de tecido dentro de outra parte ou de outra estrutura

Meiose: É um processo de divisão celular que ocorre nas células germinativas para produzir gâmetas. Envolve duas divisões celulares, dando origem a quatro células haploides geneticamente distintas

Membrana lipoproteica: É formada por uma dupla camada de lípidos (são moléculas orgânicas formadas a partir da associação entre ácidos e álcool, tais como óleos e gorduras), na qual várias proteínas (são macromoléculas essenciais para a vida compostas por cadeias de aminoácidos (são moléculas orgânicas que possuem um átomo de carbono ao qual se ligam um grupo carboxila, um grupo amido, um hidrogénio e um grupo variável)) são inseridas. Esta membrana, que circunda todas as células, garante a separação entre o meio interno e o meio externo

Membrana plasmática: É composta predominantemente por lípidos e proteínas, o que a torna ima lipoproteína. Esta composição é organizada de acordo com o modelo do mosaico fluído, que estabelece uma relação entre a estrutura lipoproteica, a flexibilidade e a fluidez da membrana

Mitofagia: Remoção das mitocôndrias danificadas por meio de autofagia (processos que envolviam vesículas associadas a essas estruturas, as quais estão relacionadas com a reciclagem celular). É crucial para manter o funcionameto da célula

MITOS2: "tool", ferramenta, possível de utilizar no "Galaxy" (explicado a sua importância e/ou maneira de funcionar no final da sequência de publicações da sessão 6)

Mitose: É um processo de divisão celular que ocorre em organismos eucariontes, dando origem à formação de duas células filhas geneticamente idênticas à célula original

NADH: (Nicotinamida Adenina Dinucleótido) é uma molécula vital encontrada nas células vivas que desempenha um papel crucial no transporte de eletrões durante a respiração celular e na produção de ATP

Nucleótido: É a unidade estrutural básica dos ácidos nucleicos, como o ADN

Organelo: É uma estrutura intracelular presente nas células eucarióticas que desempenha funções específicas

Organismos procariontes: São as células mais simples, não têm organelos membranares nem núcleo individualizado

Oxidação: É um processo químico no qual uma substância perde eletrões, geralmente através de uma reação com oxigénio, resultando em mudança de cor, formação de óxidos ou deterioração de materiais

# data[].attributes.body
(Foi atingido na publicação anterior, o limite de caracteres. Logo, continuarei aqui.)

Oxidadas: Refere-se ao processo de oxidação, onde substâncias perdem eletrões, geralmente resultando na formação de óxidos. É comum em metais expostos ao oxigénio, causando corrosão

Piruvatos: São compostos orgânicos fundamentais no metabolismo celular. Resultam da quebra da glicose e são intermediários cruciais na produção de energia nas células

Protões: São partículas subatómicas com carga positiva, encontradas nos átomos

Relação de simbiose: É uma interação biológica entre dois organismos diferentes, na qual ambos se beneficiam

Respiração celular: É um processo no qual os organismos obtêm energia para realizar as mais diversas atividades

Retículo Endoplasmático Liso (REL): É uma estrutura celular responsável pela síntese de lípidos e desintoxicação, sem ribossomas nas células.

Síndrome de metabólica: É um conjunto de fatores de risco metabólico que se manifestam nas pessoas e aumentam as probabilidades de desenvolvimento de doenças cardíacas, derrames e diabetes

Síntese proteica: É o processo biológico onde as células produzem proteínas, utilizando as instruções do DNA. Inclui transcrição, onde o RNA mensageiro é criado, e tradução, onde ocorre a síntese da proteína

Stress oxidativo: É o processo metabólico onde ocorre a produção de ATP nas mitocôndrias, resultante da oxidação de substratos energéticos como ácidos gordos e açúcares

Tools: ferramenta

Trinity: "tool", ferramenta, possível de utilizar no "Galaxy" (explicado a sua importância e/ou maneira de funcionar no final da sequência de publicações da sessão 5)

Upload: carregar do computador para a plataforma um documento

Workspace: É o "local" no qual iremos trabalhar, ou seja, cada worksapce corresponderá a uma pasta com a informação da espécie diferente

# data[].attributes.body
Neste projeto, realizámos uma investigação detalhada sobre a filogenia de várias espécies de lebres, utilizando um gene específico do DNA mitocondrial. Os resultados obtidos mostraram uma clara separação entre diferentes grupos de espécies, confirmando hipóteses anteriores sobre a evolução das lebres e fornecendo novas perceções sobre as suas trajetórias evolutivas.

O sucesso principal deste projeto foi a capacidade de identificar com precisão as relações filogenéticas entre as espécies de lebres selecionadas. A escolha de um gene mitocondrial específico revelou-se eficaz, proporcionando dados de alta qualidade que permitiram a construção de uma árvore filogenética robusta. Estes resultados reforçaram a validade da metodologia utilizada e demonstraram a sua capacidade de fornecer insights confiáveis sobre a evolução das espécies estudadas.

Contudo, o projeto também enfrentou algumas limitações. Foi a primeira vez que foi utilizada a plataforma Galaxy, o que nos obrigou a reformular várias vezes os procedimentos devido às dificuldades iniciais com a ferramenta. Além disso, a escolha de apenas um gene mitocondrial pode ter restringido a abrangência da análise, uma vez que a utilização de múltiplos genes poderia fornecer uma visão mais detalhada e completa das relações evolutivas entre as espécies de lebres.

A realização deste projeto teve um impacto significativo na minha aprendizagem e no desenvolvimento de competências alinhadas com o PASEO. Este trabalho permitiu-me aprofundar o conhecimento em técnicas de biologia molecular, bem como em ferramentas bioinformáticas. Desenvolvi competências analíticas ao interpretar dados genéticos e avaliar a fiabilidade dos resultados.

Adicionalmente, este projeto promoveu o desenvolvimento de habilidades de resolução de problemas, ao enfrentar desafios como a otimização de protocolos e a superação de dificuldades técnicas. A experiência colaborativa também melhorou as minhas competências de trabalho em equipa e comunicação científica, essenciais para a partilha de conhecimento e discussão de resultados.

Em conclusão, o projeto foi bem-sucedido ao proporcionar uma visão detalhada das relações filogenéticas entre várias espécies de lebres, apesar de ter enfrentado algumas limitações técnicas e metodológicas. O impacto na minha aprendizagem foi profundo, proporcionando um desenvolvimento significativo das competências necessárias para o meu futuro.

# data[].attributes.body
No decorrer deste projeto, investigamos a filogenia de várias espécies de lebres utilizando um gene específico do DNA mitocondrial, o "cob". Os resultados mostraram uma clara separação entre grupos de espécies, confirmando poucas hipóteses anteriores e permitindo descobrirmos novas conclusões sobre as trajetórias evolutivas.

Embora bem-sucedido, o projeto enfrentou desafios com a plataforma Galaxy, uma vez que era a primeira vez que este era utilizado para estes propósitos.

Este projeto teve um grande impacto na minha aprendizagem, uma vez que me ajudou a desenvolver competências novas e essenciais no meu futuro a nível universitário e a nível pessoal.

# data[].attributes.body
Padrão vetorial sem costura com cenouras e lebres coloridas fofas coelhos coelhinhos impressão gráfica | Vetor Premium (freepik.com) (consultado a 24-05-2024)

Banco de imagens : flor, animal, fofa, vermelho, brinquedo, Coelho, lebre, Animais de estimação, crianças, Diversão, Brinquedos, engraçado, mal, bola de neve, Macro fotografia, Personagem de filme, Rabitos e lebres 5520x3683 - - 516433 - Imagens Gratuitas - PxHere (consultado a 24-05-2024)

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.56-Processo de criação da árvore filogenética (printscreen de Carolina)

# data[].attributes.body
Esta sessão foi conduzida pelo investigador João.

O doutor José esteve ausente na sessão, mas esteve a trabalhar nas nossas contas do Galaxy.

O doutor João falou sobre o póster científico.

Foi-nos dito que era injusto que outros fizessem pósteres em grupos enquanto os que trabalham no projeto "Explorando o DNA através do sequenciamento de genomas completos" fizessem pósteres individuais.

O meu grupo do póster científico será composto pela Mafalda Teixeira e a Beatriz.

Devido a essa mudança, tivemos de cruzar os dados obtidos de cada elemento do grupo e escolher um gene comum (o escolhido foi o cob).

A Ana Beatriz ficou encarregue de fazer esse cruzamento e, para isso, eu e a Mafalda tivemos de lhe enviar os dados dos nossos indivíduos que não se repetiam.

O doutor José alertou que iríamos receber um email com as instruções para construir a árvore filogenética.

Nesta sessão, realizamos o seguinte:

Primeiro, criamos uma nova história chamada Filogenia.

Depois, copiamos os nossos ficheiros com o gene cob para esta história.

Corremos o MAFFT (programa de alinhamento múltiplo para sequências de aminoácidos ou nucleótidos).

Fizemos uma filogenia com o IQtree (programa para construção de árvores filogenéticas/evolutivas a partir de múltiplas sequências) para obter uma árvore de consenso como output.

Aprendi uma coisa nova--> A teoria da paisagem.

No momento 0 do tempo, ocorre uma mudança na paisagem, por exemplo, lebres brancas e castanhas, e de repente temos um ciclo glaciar. As lebres castanhas são mais predadas e as brancas cruzam entre si para manter o gene branco. As lebres castanhas migram para zonas sem neve e as brancas permanecem no habitat. No entanto, quando ocorre o degelo, as lebres brancas são predadas exponencialmente, pois acham que estão protegidas quando na verdade não estão. Ou seja, na realidade, observamos que os indivíduos bem-adaptados são difíceis de detetar e são mais sensíveis a mudanças ligeiras no habitat. No caso do colibri, ele alimenta-se de uma única planta no mundo. Essa planta desenvolveu um sistema para que o colibri seja o único ser que vá lá buscar o pólen, garantindo assim a seleção máxima. Se uma das espécies se extinguir, a outra também se extinguirá.

A teoria que o investigador João explicou foi bastante interessante, pois é engraçado perceber como a seleção não é uma questão do melhor adaptado, mas sim de probabilidades.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.48- Vista das histórias e do andamento do trabalho (printscreen de Carolina)

# data[].attributes.body
Hoje, a sessão vai ser orientada pelo doutor José, visto que o João vai estar com o outro case study.

Nos minutos iniciais da sessão, foi-nos dito que o investigador José tinha colocado todos os alunos no mesmo nível para todos realizarmos a filtragem dos resultados da sessão anterior.

O Trinity originou ficheiros com várias sequências de DNA e, por isso, tínhamos de filtrar as sequências obtidas com a ferramenta Filter Fasta.

Esta ferramenta filtra as sequências de acordo com o tamanho, ou seja, com a quantidade de nucleótidos, de modo a obter a sequência maior.

Assim, foi-nos dito para dar um valor mínimo de nucleótidos na sequência, por exemplo, 5000.

Depois de definido o valor mínimo, ficaríamos com mais ou menos 4 cadeias de DNA mitocondrial.

Continuávamos a aumentar o valor mínimo até obtermos apenas uma sequência.

Tivemos de repetir este processo para todos os indivíduos.

A seguir, o doutor José apresentou-nos outra ferramenta, o Mitos2.

Esta ferramenta serve para extrair e notar os genes que estavam na amostra anterior.

Esta etapa é importantíssima na construção das árvores filogenéticas, pois ao comparar as sequências de DNA mitocondrial podemos encontrar padrões evolutivos.

O investigador pediu-nos para escolhermos um gene que estivesse presente em todas as amostras, mas tive problemas nessa parte, pois o Galaxy apresentava-me amostras de Mitos2 vazias.

O investigador José explicou que isso era devido a doenças nas lebres e que ele provavelmente tinha cometido erros a passar os dados para o Galaxy.

Depois de escolher o gene "cob", passei-o para o bloco de notas do Windows e nomeei o ficheiro como foi pedido: "espécieindivíduo_gene", ou seja, "Lcas20_cob".

De seguida, eu coloquei o ficheiro feito no bloco de notas do Windows no Galaxy.

Esta sessão foi uma das melhores.

Eu trabalhei bastante bem e esclareci todas as minhas dúvidas.

Gostei imenso de trabalhar com o investigador José.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.44-Bia, Fá, Carolina, Filipa e eu durante a sessão- Foto de Beatriz (12/04/2024)

# data[].attributes.body
Nesta sessão, tivemos a visita do doutor José.

O investigador João, juntamente com a professora Natália, o investigador José e a investigadora Clara, decidiram alterar o modo como estávamos a trabalhar no Galaxy.

Esta mudança foi essencial para o rumo da investigação, visto que a maneira anterior se revelou ineficaz.

A mudança incidiu no tratamento de dados do Galaxy.

Agora, cada um vai trabalhar com todas as espécies: Lepus castroviejoi, Lepus corsicanus, Lepus europaeus, Lepus granatensis, Lepus timidus e Lepus americanus.

Deste modo, as quatro primeiras letras dos workspaces e dos dados referem-se às espécies (Lcas, Lcor, Leur, Lgra, Ltim e Lame).

A partir de agora, vamos utilizar todos o Trinity (ferramenta para a sequenciação do genoma).

Aprendi que o sequenciamento tem início com a fragmentação do DNA de forma aleatória, gerando pequenos fragmentos.

A leitura desses fragmentos é feita de formas diferentes pelo sequenciador.

As leituras podem ser: single-end e paired-end.

A sequenciação single-end envolve o sequenciamento de DNA de apenas uma extremidade do fragmento do DNA (da esquerda para a direita).

Isso significa que cada fragmento de DNA é sequenciado apenas uma vez, fornecendo uma única sequência de leitura para cada fragmento, sendo a maneira mais simples de sequenciação.

No sequenciamento paired-end, o fragmento de DNA é sequenciado a partir de ambas as extremidades, criando duas sequências de leitura: uma leitura da extremidade esquerda para a direita (R1) e outra da extremidade direita para a esquerda (R2).

Isto permite uma sobreposição entre as sequências, proporcionando uma maior confiabilidade na montagem do genoma, já que cada fragmento é sequenciado duas vezes, aumentando a precisão e permitindo a deteção de erros.

O modo de sequenciação escolhido foi o paired-end.

No fim da sessão, falamos sobre a organização do póster.

A doutora Clara deu-nos dicas para a introdução, título e objetivos.

Irei colocar essas dicas em prática e espero surpreender a doutora Clara na próxima sessão.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.41-NOVOPlasty antes de ser trabalhado (foto de Carolina, printscreen)

# data[].attributes.body
Na sessão do dia 22 de março, estivemos a organizar os dados no Galaxy.

Começamos por organizar os dados pelo nome "Lcas", correspondente a um indivíduo da espécie Lepus castroviejoi.

Exemplo: Lcas1, Lcas2, Lcas3.... cada número corresponde a um indivíduo diferente.

O mentor João dividiu-nos em 3 grupos: M, T e N, cujas letras correspondem às ferramentas de trabalho (MitoBim, Trinity e NOVOplasty).

Eu integrei o grupo N, ficando responsável pelo NOVOplasty.

O doutor João explicou-nos o procedimento para inserir os dados no NOVOplasty.

Infelizmente, não houve tempo suficiente para uma explicação detalhada sobre como realizar a transferência de dados no NOVOplasty.

Decidiu-se, então, que após as férias, retomaríamos o trabalho com o NOVOplasty.

Tínhamos como objetivo converter os dados de formato FASTQ para FASTA e, posteriormente, inseri-los no NOVOplasty.

Em seguida, a Clara apresentou-nos propostas muito interessantes para o póster científico, explicando-nos a sua construção e aspeto visual.

Aprendi que as caixas de texto do póster devem ter uma cor escura para que a letra se destaque melhor.

As sugestões da doutora Clara foram bastante esclarecedoras, e planeio aplicá-las no meu póster.

O meu póster foi analisado pelo investigador João, que comentou que estava visualmente agradável, mas sugeriu aumentar o tamanho da caixa de texto para a "discussão dos resultados"

# data[].attributes.body
Na segunda sessão deste grande projeto, o investigador João decidiu passar o projeto inicialmente com 10 sessões para 8 sessões.

Esta sessão foi dividida em três partes:

1. Tutorial do Galaxy (vimos um vídeo que explicava o seu funcionamento);

2. Hands on (MitoDNA-Trinity; MitoDNA-MitoBIM; MitoDNA-NovoPlasty; Doenças-Bownie)

3. Póster científico

O investigador instruiu-nos a avançar com o design do nosso póster científico para enviá-lo até dia 15 de março ao investigador José.

O póster deve chamar a atenção a 3 metros de distância e não pode conter muito texto, mas deve incluir imagens, gráficos e um título apelativo.

Os objetivos da sessão não foram alcançados, pois dedicou-se demasiado tempo à explicação do Galaxy, o que nos levou a passar rapidamente para a discussão do póster.

O Galaxy revelou-se uma ferramenta confusa, mas espero que, com o tempo, seja mais fácil compreender o seu funcionamento.

Percebi que o Galaxy é uma plataforma que analisa dados genómicos e que serve para tornar a bioinformática mais acessível.

(Galaxy Community Hub - Galaxy Community Hub (galaxyproject.org) consultado a 17/05/2024)

# data[].attributes.body
Os doutores (João e Clara) tinham uma ideia para o rumo do projeto que eu não fiquei muito esclarecida.

Pelo que eu entendi, vamos juntar os trabalhos e fazer um controlo de doenças através do DNA mitocondrial de algumas espécies de lebres (não foram referidas quais, mas cada grupo fica com uma espécie atribuída).

O investigador dividiu o trabalho em três grandes partes.

Sendo elas:

1-Extração de informação de dados WGS (Whole Genome Sequencing);

2-Análise de dados obtidos (mapas de distribuição e filogenias);

3-Divulgação de resultados (padlet e o poster científico).

Serão ao todo 10 sessões de duas horas.

Criamos conta no Galaxy e formamos grupos para o projeto (eu fiquei com a Mafalda Teixeira e com a Beatriz da minha turma).

Por fim, demos os nossos emails e na próxima sessão iremos começar a trabalhar.

Confesso que estou ansiosa porque nem o doutor João sabe o que vai acontecer e eu estou super animada para perceber como é que se vai sequenciar a cadeia de DNA mitocondrial.

Como foi dito pelo doutor João, este projeto requer muita concentração, pois é fácil ficar para trás.

Devido a esta facilidade de nos perdermos, o doutor pediu para tirarmos as nossas dúvidas, sempre que possível.

# data[].attributes.body
O projeto Explorando o DNA através do sequenciamento de genomas completos foi apresentado pelo investigador João Pedro Marques.

O doutor João esteve a falar sobre o tema do projeto de investigação: DNA mitocondrial e hereditariedade.

O nome do case study é: Desvendando a história evolutiva através da reconstrução de genomas mitocondriais.

Fizemos um jogo, um quiz, e eu aprendi coisas novas (o DNA mitocondrial é herdado da mãe).

O jogo serviu para nos relembrar ou para aprendermos conceitos necessários para este projeto.

Eu escolhi este projeto, pois pareceu-me interessante a ideia de que com pedacinhos desse DNA pudéssemos recriar uma história com milhares de anos.

O outro estudo de caso foi apresentado pela doutora Clara, uma veterinária.

O nome deste case study é: Rastreando agentes infeciosos a partir de dados de sequenciação.

A doutora falou sobre a Leishmaniose e não fiquei cativada com a apresentação da investigadora Clara.

Achei interessante ouvir falar sobre a Leishmaniose, mas não fiquei motivada a trabalhar nesse projeto.

O projeto "Desvendando a história evolutiva através da reconstrução de genomas mitocondriais" nunca foi feito antes, então não há conclusões definidas, o que o torna diferente e interessante.

Não há protocolos bem definidos, e estes vão ficar a cargo dos mentores.

Estou ansiosa por começar.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.57-Processo de criação da árvore filogenética (printscreen de Carolina)

# data[].attributes.body
Esta sessão foi conduzida pelo investigador João.

O doutor José esteve ausente na sessão, mas esteve a trabalhar nas nossas contas do Galaxy.

O doutor João falou sobre o póster científico.

Foi-nos dito que era injusto que outros fizessem pósteres em grupos enquanto os que trabalham no projeto "Explorando o DNA através do sequenciamento de genomas completos" fizessem pósteres individuais.

O meu grupo do póster científico será composto pela Mafalda Teixeira e a Beatriz.

Devido a essa mudança, tivemos de cruzar os dados obtidos de cada elemento do grupo e escolher um gene comum (o escolhido foi o cob).

A Ana Beatriz ficou encarregue de fazer esse cruzamento e, para isso, eu e a Mafalda tivemos de lhe enviar os dados dos nossos indivíduos que não se repetiam.

O doutor José alertou que iríamos receber um email com as instruções para construir a árvore filogenética.

Nesta sessão, realizamos o seguinte:

Primeiro, criamos uma nova história chamada Filogenia.

Depois, copiamos os nossos ficheiros com o gene cob para esta história.

Corremos o MAFFT (programa de alinhamento múltiplo para sequências de aminoácidos ou nucleótidos).

Fizemos uma filogenia com o IQtree (programa para construção de árvores filogenéticas/evolutivas a partir de múltiplas sequências) para obter uma árvore de consenso como output.

Aprendi uma coisa nova--> A teoria da paisagem.

No momento 0 do tempo, ocorre uma mudança na paisagem, por exemplo, lebres brancas e castanhas, e de repente temos um ciclo glaciar. As lebres castanhas são mais predadas e as brancas cruzam entre si para manter o gene branco. As lebres castanhas migram para zonas sem neve e as brancas permanecem no habitat. No entanto, quando ocorre o degelo, as lebres brancas são predadas exponencialmente, pois acham que estão protegidas quando na verdade não estão. Ou seja, na realidade, observamos que os indivíduos bem-adaptados são difíceis de detetar e são mais sensíveis a mudanças ligeiras no habitat. No caso do colibri, ele alimenta-se de uma única planta no mundo. Essa planta desenvolveu um sistema para que o colibri seja o único ser que vá lá buscar o pólen, garantindo assim a seleção máxima. Se uma das espécies se extinguir, a outra também se extinguirá.

A teoria que o investigador João explicou foi bastante interessante, pois é engraçado perceber como a seleção não é uma questão do melhor adaptado, mas sim de probabilidades.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.60-Foto das dicas dadas pelo João para o póster científico (foto de Carolina)

# data[].attributes.body
Nesta sessão, estivemos com o doutor José e o doutor João.

Inicialmente, o investigador João explicou melhor a situação dos pósteres, pois não ficou muito esclarecida para alguns.

Como o investigador José estava presente, ele ajudou os meus colegas com alguns problemas no Galaxy.

Felizmente, não precisei da ajuda do doutor José, pois tinha tudo esclarecido da sessão anterior com o doutor João.

A única ajuda dada pelo doutor José foi na estrutura do póster.

O meu grupo (Beatriz e Mafalda Teixeira) fez a árvore filogenética no site iTOL (https://itol.embl.de/).

Para isso, tivemos de fazer download do ficheiro consensus tree (a árvore mais provável) do Trinity.

Mas por que o consenso?

O Trinity faz várias árvores em bootstrap, e a árvore mais provável é apresentada na forma de uma árvore de consenso.

Para fazer a árvore filogenética seguimos estes passos:

Acedemos ao link do site iTOL;

Carregamos no "upload tree";

Fizemos upload do ficheiro do consensus tree do Trinity,

No painel de controlo selecionamos "advanced" e depois "midpoint root";

(este passo serve para identificar com maior precisão a sequência mais distante, garantindo que esta fique posicionada corretamente na extremidade da árvore)

Exportamos a árvore filogenética para formato SVG com o "export" do painel de controlo.

Aprendemos o básico da análise de uma árvore filogenética que está no documento abaixo.

O João fez um esquema para utilizarmos no póster científico no quadro.

Todos deveríamos fazer o póster para enviar o mais cedo possível.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.61-Construção do póster para a avaliação final.

# data[].attributes.body
Na sessão de hoje, os investigadores João e José estiveram a observar os pósteres grupo a grupo.

O meu grupo precisava de alterar a introdução e concluir os resultados obtidos.

O Dr. João forneceu-me o mapa que está no póster, a figura 1.

Achei esta atitude bastante simpática, visto que ele notou a minha dificuldade e o meu desespero, porque eu só encontrava um mapa que já estava a ser usado noutro póster.

Os restantes mapas que encontrava não eram completos.

O investigador José ajudou-nos imenso com dicas no póster e apoiou-nos com os coelhinhos no fundo.

Segundo ele, "a ciência tem que ser divertida, não precisa de ser muito formal. O vosso póster chama a atenção devido a essa característica diferente, o que, na minha opinião, é bom."

Não trabalhámos no Galaxy; estivemos apenas a trabalhar no póster.

A ajuda e a paciência dos mentores connosco foram incríveis.

Senti-me acolhida e tivemos bastantes momentos divertidos.

Conseguimos perceber como acabar o póster e é nisso que vamos trabalhar.

No fim da sessão, o mentor José pediu para que todos enviassem o póster por e-mail para recebermos feedback.

# data[].attributes.body
As mitocôndrias são organelos⁽¹⁾ encontrados na maioria das células eucarióticas⁽²⁾. Esses organelos⁽¹⁾ podem ter uma forma mais arredondada ou mais alongada, chegando a poder medir entre 1 µm e 10 µm de comprimento e entre 0,5 µm de 1,0 µm de largura. Estas estão suspensas no citosol⁽³⁾.

As mitocôndrias são os organelos⁽¹⁾ responsáveis pelo processo de respiração celular⁽⁴⁾, um processo de obtenção de energia que acontece com a presença de oxigénio. Assim, a quantidade de mitocôndrias numa célula, está relacionada com a quantidade de energia que essa célula precisa. A localização destas também varia conforme a necessidade de energia. (Algo que será mais desenvolvido no tópico FUNÇÕES DAS MITOCÔNDRIAS).

Qualquer possível disfunção mitocondrial é caracterizada pela combinação de alguns dos processos e desempenha um papel importante em várias doenças, como a síndrome metabólica⁽⁵⁾. Todos estes processos ocorrem relacionados uns com os outros e raramente acontecem de forma isolada.

⁽¹⁾É uma estrutura intracelular presente nas células eucarióticas que desempenha funções específicas.

⁽²⁾São células que têm invólucro nuclear e muitos organelos membranares. Têm núcleo organizado, possui um invólucro nuclear. Podem ser animais ou vegetais, sendo diferentes uma da outra.

⁽³⁾É um material gelatinoso, que pode conter uma consistência mais fluída ou viscosa. Este é rico em água, proteínas dissolvidas, eletrólitos (partículas que carregam uma carga elétrica positiva ou negativa), glicose (carboidrato simples, monossacarídeo), compostos lipídicos e substâncias que irão conter os organelos celulares e o citoesqueleto (estrutura dinâmica que está presente no interior das células).

⁽⁴⁾É um processo no qual os organismos obtêm energia para realizar as mais diversas atividades. (Algo que será mais desenvolvido no tópico RESPIRAÇÃO CELULAR)

⁽⁵⁾É um conjunto de fatores de risco metabólico que se manifestam nas pessoas e aumentam as probabilidades de desenvolvimento de doenças cardíacas, derrames e diabetes.

# data[].attributes.body
As mitocôndrias são compostas por duas membranas lipoproteicas⁽¹⁾ semelhantes à membrana plasmática⁽²⁾, além de outros espaços importantes para que a mitocôndria consiga desempenhar a sua função:

-Membrana externa: é permeável a iões, água e moléculas pequenas. É responsável pela entrada e saída de moléculas do organelo.

-Espaço intermembranar: região entre a membrana externa e a interna. Como a membrana externa possui permeabilidade a moléculas pequenas, o pH e as concentrações presentes no espaço intermembranar são os mesmos comparando ao citoplasma⁽³⁾ celular.

-Membrana interna: também é lipoproteica⁽¹⁾, mas, por outro lado, é impermeável à maioria dos iões e moléculas. Dispõe-se ao longo do conteúdo interno do organelo, formando invaginações⁽⁴⁾ conhecidas como cristas mitocondriais⁽⁵⁾.

-Matriz mitocondrial: é o espaço situado dentro das duas membranas mitocondriais.

⁽¹⁾É formada por uma dupla camada de lipídios (são moléculas orgânicas formadas a partir da associação entre ácidos e álcool, tais como óleos e gorduras), na qual várias proteínas (são macromoléculas essenciais para a vida compostas por cadeias de aminoácidos (são moléculas orgânicas que possuem um átomo de carbono ao qual se ligam um grupo carboxila, um grupo amino, um hidrogénio e um grupo variável)) estão inseridas. Esta membrana, que circunda todas as células, garante a separação entre o meio interno e o meio externo.

⁽²⁾É composta predominantemente por lipídios e proteínas, o que a torna uma lipoproteína. Esta composição é organizada de acordo com o modelo de mosaico fluído, que estabelece uma relação entre a estrutura lipoproteica, a flexibilidade e fluidez da membrana.

⁽³⁾É formado pelo citosol e por todas os organelos celulares de uma célula, sendo, portanto, fundamental para a sobrevivência celular

⁽⁴⁾Refere-se ao desdobramento de uma parte de tecido dentro de outra parte ou de uma estrutura.

⁽⁵⁾São responsáveis por garantir o aumento da superfície da membrana interna. É possível perceber a presença de enzimas e também outros componentes que são importantes no processo de respiração celular (é definido por ser o processo onde as mitocôndrias sofrem oxigénio e possibilitam a produção de ATP).

# data[].attributes.headline
Possíveis consequências de erros a nível mitocondrial

# data[].attributes.subject
Possíveis consequências de erros a nível mitocondrial

# data[].attributes.body
Um possível erro a nível mitocondrial é o stress oxidativo⁽¹⁾ que leva à acumulação de espécies reativas de oxigénio (ROS)⁽²⁾. Uma alta quantidade de ROS pode desencadear inflamações e mutações⁽³⁾ do DNA.

Frequentemente, acontece, também, um desequilíbrio energético que limita o fornecimento de ATP⁽⁴⁾ para os tecido o que prejudica a mitofagia⁽⁵⁾. A mitofagia⁽⁵⁾ prejudicada desencadeia uma acumulação de mitocôndrias não funcionais, o que piora o problema.

⁽¹⁾É o processo metabólico onde ocorre a produção de ATP nas mitocôndrias, resultante da oxidação de substratos energéticos como ácidos gordos e açúcares.

⁽²⁾São moléculas que contêm o elemento oxigénio e são quimicamente ativas.

⁽³⁾(Algo que será mais desenvolvido no tópico RESPIRAÇÃO CELULAR).

⁽⁴⁾É a sigla usada para “adenosina trifosfato” que é a principal molécula carregada de energia química utilizada nas demais funções das células.

⁽⁵⁾Remoção de mitocôndrias danificadas por meio de autofagia (processos que envolviam vesículas associadas a essas estruturas, as quais estão relacionadas com a reciclagem celular).  É crucial para manter o funcionamento da célula.

# data[].attributes.headline
Contribuição para o processo de apoptose

# data[].attributes.subject
Contribuição para o processo de apoptose

# data[].attributes.body
A apoptose é uma forma de morte celular programada, ou suicídio.

Este processo geneticamente controlado é geralmente desencadeado pelos mecanismos do próprio organismo e é crucial para manter a homeostasia fisiológica.

Por exemplo, a apoptose pode ocorrer quando as células apresentam características anómalas que, de outra forma, poderiam causar danos ao organismo, como é o caso das células infetadas por vírus ou com DNA danificado.

Durante a apoptose, a célula encolhe e se condensa, enquanto o citoesqueleto colapsa e o envelope nuclear se rompe, levando à fragmentação do DNA nuclear.

Durante a apoptose, a célula apresenta propriedades alteradas na sua superfície, incluindo o MHC-I, o que faz com que seja fagocitada por macrófagos.

Os processos de apoptose

A apoptose é regulada por enzimas denominadas caspases, que fazem parte de uma família de proteases.

Essas enzimas, as caspases, são inicialmente sintetizadas pela célula na forma inativa de procaspases, que permanecem no citoplasma até serem ativadas.

A ativação das caspases é iniciada por proteínas adaptadoras, que promovem sua agregação.

Esse processo de agregação permite que uma procaspase clive outra, levando à sua ativação.

Uma vez ativadas, as caspases desencadeiam uma cascata proteolítica por toda a célula, clivando e ativando outras procaspases, levando à morte celular por apoptose.

http://asmec.br/biblioteca/anais2010/Art.%20003.pdf

consultado a 30/04/2024

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.9-Ativação da Apoptose dentro de uma célula (via intrínseca) 

# data[].attributes.body
Apoptose intracelular

A indução de apoptose intracelular acontece quando as células estão danificadas ou sob stress.

O processo acontece com a participação da mitocôndria.

As mitocôndrias são induzidas a libertar a proteína carregadora de eletrões citocromo c para o citoplasma.

No citoplasma o citocromo c liga-se a uma proteína adaptadora chamada Apaf-1.

A Apaf-1 ativada liga-se a moléculas procaspases-9 formando um agregado destas procaspases.

A seguir, as procaspases-9 são clivadas e ativadas, e seguem a ativar outras procaspases gerando uma "cascata" e a morte celular.

http://asmec.br/biblioteca/anais2010/Art.%20003.pdf (consultado a 22/01/2024)

# data[].attributes.body
As doenças mitocôndrias tratam-se de mutações que ocorrem no DNA mitocondrial das células do individuo.

Tratar este tipo de pacientes é difícil, mas em alguns casos a doença pode ser interrompida antes de ser transmitida.

O que eu aprendi com o vídeo foi a descrição de uma técnica que gera "bebés de três pais".

Tal como já sabemos, as mitocôndrias são herdadas da mãe.

Se a mutação que causa a doença estiver no DNA mitocondrial a herança pode ser bloqueada.

A técnica consiste em combinar o DNA nuclear de um óvulo afetado com as mitocôndrias saudáveis de outra mulher.

E, por isso, o embrião teria DNA nuclear da mãe e do pai e DNA mitocondrial da dadora do óvulo.

# data[].attributes.body
As mitocôndrias são organelos⁽¹⁾ que possuem função relacionada com a respiração celular (usa a energia química de combustíveis, tais como os açúcares), processo no qual a célula produz energia (ATP⁽²⁾) para a realização das suas atividades. Isso consiste na completa oxidação⁽³⁾ de açúcares ou outras moléculas orgânicas a dióxido de carbono e água.

⁽¹⁾É uma estrutura intracelular presente nas células eucarióticas que desempenha funções específicas.

⁽²⁾É a sigla usada para “adenosina trifosfato” que é a principal molécula carregada de energia química utilizada nas demais funções das células.

⁽³⁾É um processo químico no qual uma substância perde eletrões, geralmente através de uma reação com oxigénio, resultando em mudança de cor, formação de óxidos ou deterioração de materiais.

# data[].attributes.body
É um processo onde as moléculas orgânicas são oxidadas⁽¹⁾ e ocorre a produção de ATP⁽²⁾, que é usada pelos seres vivos para suprir as suas necessidades energéticas. Apesar de algumas células apresentarem poucas mitocôndrias, normalmente uma célula apresenta centenas ou milhares desses organelos⁽³⁾. As mitocôndrias, pelo facto de fornecerem energia, são encontradas em maior quantidade em células muito ativas. Um exemplo dessas células, são as musculares, que precisam de uma grande quantidade de energia para manter o coração a bater de maneira adequada.

Etapas da respiração celular

Glicólise: a glicose⁽⁴⁾ de seis carbonos é convertida em dois piruvatos⁽⁵⁾ numa série de transformações químicas (cada um com três carbonos). A ATP⁽²⁾ e o NADH⁽⁶⁾ são produzidos. Estas reações ocorrem no hialoplasma⁽⁷⁾.

Oxidação do piruvato: O piruvato⁽⁵⁾ viaja até a matriz mitocondrial e é convertido numa molécula de dois carbonos ligada à coenzima A⁽⁸⁾, chamada de acetil-CoA. Liberta-se dióxido de carbono e produz-se NADH⁽⁶⁾. Cada piruvato⁽⁵⁾ da glicólise passa para a matriz mitcondrial—o compartimento mais interno da mitocôndria. Lá, ele é convertido numa molécula de dois carbonos ligada à Coenzima A⁽⁸⁾, conhecida como acetil CoA. Liberta-se o dióxido de carbono que é produzido.

Ciclo do ácido cítrico: A acetil-CoA combina-se com uma molécula de quatro carbonos e passa por um ciclo de reações, regenerando, por fim, a molécula inicial de quatro carbonos. A ATP⁽²⁾ (ou, em alguns casos, GTP⁽⁹⁾), NADH⁽⁶⁾ e FADH⁽¹⁰⁾  são produzidos, e o dióxido de carbono é liberado. Estas reações ocorrem na matriz mitocondrial.

Fosforilação oxidativa: o NADH⁽⁶⁾ e o FADH⁽¹⁰⁾  produzidos nas outras etapas depositam os seus eletrões⁽¹¹⁾ na cadeia transportadora de eletrões⁽¹¹⁾ na membrana mitocondrial interna. À medida que os eletrões⁽¹¹⁾descem pela cadeia, liberta-se energia que é usada para bombear os protões⁽¹²⁾ para fora da matriz mitocondrial e para dentro do espaço intermembranar, formando um gradiente. Os protões voltam para a matriz mitoconcrial pelo intermédio de uma enzima chamada ATP sintase(13), produzindo ATP⁽²⁾. Ao final da cadeia transportadora de eletrões, o oxigénio recebe eletrões⁽¹¹⁾ e adquire protões⁽¹²⁾ para formar água.

⁽¹⁾Refere-se ao processo de oxidação, onde substâncias perdem eletrões, geralmente resultando na formação de óxidos. É comum em metais expostos ao oxigénio, causando corrosão.

⁽²⁾ É a sigla usada para “adenosina trifosfato” que é a principal molécula carregada de energia química utilizada nas demais funções das células.

⁽³⁾É uma estrutura intracelular presente nas células eucarióticas que desempenha funções específicas.

⁽⁴⁾É um açúcar simples que serve como fonte de energia para os organismos vivos, essencial para o metabolismo celular, carboidrato simples, monossacarídeo.

⁽⁵⁾São compostos orgânicos fundamentais no metabolismo celular. Resultam da quebra da glicose e são intermediários cruciais na produção de energia nas células.

⁽⁶⁾(Nicotinamida Adenina Dinucleótido) é uma molécula vital encontrada nas células vivas que desempenha um papel crucial no transporte de eletrões durante a respiração celular e na produção de ATP.

⁽⁷⁾É o fluido viscoso dentro da célula, onde ocorrem várias reações químicas e se distribuem os organelos celulares.

⁽⁸⁾É uma molécula essencial na metabolização de nutrientes e na produção de energia nas células.

⁽⁹⁾(Guanosina-5'-trifosfato) é um nucleótido envolvido na síntese de proteínas, que atua como molécula energética durante a tradução do RNA mensageiro (mRNA) em proteínas no processo celular.

⁽¹⁰⁾É uma coenzima que transporta eletrões durante a respiração celular, ajudando na produção de energia. Funciona no ciclo de Krebs e na cadeia respiratória.

⁽¹¹⁾São partículas subatómicas com carga negativa, encontradas nos átomos.

⁽¹²⁾São partículas subatómicas com carga positiva, encontradas nos átomos.

⁽¹³⁾É uma enzima essencial nos organismos vivos que catalisa a síntese de ATP, a principal molécula de energia celular, a partir de ADP e fosfato inorgânico durante a fosforilação oxidativa.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.12- Esquema da Teoria da Endossimbiose

# data[].attributes.body
A mitocôndria, graças à sua capacidade de autorreplicação e por possuir DNA próprio, corrobora com a “Teoria da Endossimbiose”.

Esta teoria sugere que estes organelos⁽¹⁾ descendem, assim como os cloroplastos⁽²⁾, de organismos procariontes⁽³⁾ primitivos, que foram englobados por células maiores e, no interior celular, estabeleceram uma relação de simbiose⁽⁴⁾. Enquanto geram energia para os processos metabólicos, em troca são protegidos e nutridos pelo conteúdo celular. Um dos exemplos em que isso se mostra: as mitocôndrias, como dito anteriormente, localizam-se nas regiões da célula que mais necessitam de energia.

Outro exemplo está nos gâmetas masculinos: as mitocôndrias estão na região inicial da cauda do espermatozoide, gerando energia para a rotação da cauda e movimentação da célula. Porém, ao penetrar o óvulo, o espermatozoide perde a sua cauda e todas as mitocôndrias. Devido a isso, as mitocôndrias presentes nos animais descendem apenas do gâmeta feminino.

⁽¹⁾É uma estrutura intracelular presente nas células eucarióticas que desempenha funções específicas.

⁽²⁾São organelos celulares encontrados em células de plantas e algas. Responsáveis pela fotossíntese, possuem pigmentos como clorofila, que captam a energia luminosa para converter em energia química.

⁽³⁾São as células mais simples, não têm organelos membranares nem núcleo individualizado.

⁽⁴⁾É uma interação biológica entre dois organismos diferentes, na qual ambos se beneficiam.

# data[].attributes.body
Além da produção de energia, estes organelos⁽¹⁾ são, também, responsáveis, pela regulação da concentração de certos iões no citoplasma⁽²⁾ das células, juntamente com o retículo endoplasmático liso (REL)⁽³⁾.

-A palavra mitocôndria deriva do grego, mitos (linha/fio) + chondros (grânulo/grão).

-As mitocôndrias podem representar até 20 % do volume celular total.

-As mitocôndrias também estão relacionadas com o processo de morte celular por apoptose⁽⁴⁾.

⁽¹⁾É uma estrutura intracelular presente nas células eucarióticas que desempenha funções específicas.

⁽²⁾É a parte líquida da célula onde ocorrem muitas das suas atividades metabólicas, excluindo o núcleo.

⁽³⁾É uma estrutura celular responsável pela síntese de lípidos e desintoxicação, sem ribossomas nas células.

⁽⁴⁾É também conhecida como "morte celular programada", é um processo natural de morte celular que ocorre no organismo, eliminando células danificadas, envelhecidas ou não necessárias, de forma controlada.

# data[].attributes.body
De forma mais resumida, deixamos aqui apresentado algumas características das mitocôndrias

-São organelos presentes em células eucarióticas⁽¹⁾ e ausentes em células procarióticas⁽²⁾.

-É um organelo⁽³⁾ envolvido por duas membranas, sendo a mais interna responsável por formar dobras que se projetam para o interior da estrutura.

-Apresentam DNA próprio e capacidade de divisão.

-Algumas etapas da respiração celular ocorrem nas mitocôndrias.

-Acredita-se que as mitocôndrias surgiram a partir de uma relação simbiótica (teoria endossimbiótica).

⁽¹⁾São células que têm invólucro nuclear e muitos organelos membranares. Têm núcleo organizado, possui um invólucro nuclear. Podem ser animais ou vegetais, sendo diferentes uma da outra

⁽²⁾São as células mais simples, não têm organelos membranares nem núcleo individualizado.

⁽³⁾São células que têm invólucro nuclear e muitos organelos membranares. Têm núcleo organizado, possui um invólucro nuclear. Podem ser animais ou vegetais, sendo diferentes uma da outra.

# data[].attributes.body
O genoma consiste em toda a informação hereditária codificada no DNA de um organismo, ou no RNA, predominantemente no caso dos vírus.

Ele representa o conjunto de todos os genes de uma determinada espécie.

O sequenciamento do DNA ou genoma é a técnica utilizada para determinar a ordem das bases nitrogenadas (Adenina, Timina, Citosina, Guanina) no DNA.

Sequenciar um genoma implica determinar a disposição dos genes no genoma, o que proporciona insights sobre a linha evolutiva dos organismos. Além disso, essa técnica tem o potencial de abrir novas perspectivas para o diagnóstico de doenças, bem como para o desenvolvimento de medicamentos e vacinas.

É importante destacar que o genoma não apenas contém genes, mas também regiões regulatórias e material genético não codificante, todos os quais desempenham papéis essenciais na expressão e regulação gênica, na diversidade genética e na evolução das espécies

# data[].attributes.body
Os genes são unidades de informação hereditária que formam os cromossomas, sequências especiais de centenas ou milhares de pares de bases nitrogenadas (A-T ou C-G).

São eles que determinam tanto as características próprias da espécie humana, quanto as características próprias de cada indivíduo.

Os genes especificam as sequências de aminoácidos que servem de base para a síntese de proteínas celulares.

Essas proteínas, geralmente enzimas, atuam na estrutura e nas funções metabólicas das células e, consequentemente, no funcionamento de todo o organismo.

# data[].attributes.body
Participar neste projeto deu-me uma grande experiência no trabalho de equipa.

Aprendi que é importante colaborar e apoiar os colegas.

Trabalhar com outras pessoas e mentores ajudou-me a perceber que diferentes perspetivas e habilidades podem tornar um projeto muito mais rico e interessante.

Vi que trabalhar em equipa precisa de uma boa comunicação, respeito pelas opiniões dos outros e a capacidade de resolver problemas juntos.

Durante o projeto, melhorei muito a minha capacidade de ouvir com atenção e falar na altura certa.

Percebi que comunicar bem não é só falar, mas também saber ouvir.

Ouvir o Doutor João Marques foi um ótimo exemplo disso. Mesmo que a linguagem técnica dele fosse complicada, esforcei-me para entender e aprender, o que me ajudou a melhorar a minha capacidade de ouvir e interpretar.

Enfrentar os desafios e as frustrações do projeto ensinou-me a ser resiliente e paciente.

Percebi que nem sempre as coisas correm como planeado e que é preciso persistir para ultrapassar os obstáculos.

Esta experiência ajudou-me a desenvolver uma atitude mais positiva e determinada perante dificuldades, o que será valioso tanto na minha vida académica como profissional.

O apoio constante dos mentores, como o Doutor José (a traduzir a linguagem do investigador João) e a Doutora Clara (no póster e com o sorriso contagiante), foi fundamental para o meu desenvolvimento.

No entanto, também aprendi a ser mais autónoma na busca de soluções e na realização de tarefas.

Esta autonomia deu-me confiança nas minhas capacidades e preparou-me melhor para a universidade, onde a autonomia é muitas vezes necessária.

O projeto deu-me a oportunidade de adquirir e melhorar competências computacionais e científicas.

Aprendi a usar ferramentas e técnicas específicas da minha área de estudo, o que aumentou o meu conhecimento técnico.

Além disso, fazer um póster científico ensinou-me a importância de ser clara e precisa na comunicação dos resultados da investigação.

A interação com mentores experientes, como a Professora Natália e o Doutor João, mostrou-me a importância dos mentores no meu desenvolvimento.

Os conselhos e feedbacks deles foram essenciais para o meu crescimento.

Percebi que os mentores não só partilham conhecimentos, mas também nos desafiam a alcançar o nosso potencial máximo.

Agradeço a paciência e dedicação de todos os mentores que tornaram esta jornada tão enriquecedora.

A experiência neste projeto deixou-me mais preparada para a universidade e para os desafios futuros.

Estou grata por ter tido a oportunidade de trabalhar com profissionais tão dedicados e por ter aprendido lições valiosas que vão muito além da parte académica.

Esta jornada fez-me crescer como estudante e como pessoa, e estou ansiosa por aplicar tudo o que aprendi nas próximas etapas da minha vida.

Gostaria de expressar a minha profunda gratidão à Mafalda Vieira. Mesmo estando longe do meu projeto, ela esteve sempre ao meu lado, seja a ouvir-me ou a ajudar-me com o póster e com o padlet. Todos deveriam ter uma Mafalda na sua vida. Com a Mafalda aprendi o que é uma amizade verdadeira e agradeço-lhe muito por isso.

Por último, obrigada Professora Natália por gritar connosco <3.

# data[].attributes.body
A partir da genómica, área da ciência que estuda o genoma de um organismo, muitas informações importantes são obtidas, como: a presença de mutações nos genes (Algo que será mais desenvolvido no tópico MUTAÇÕES) que aumentam a suscetibilidade ao cancro da mama. Para obter essas informações, investigadores utilizam diversas técnicas moleculares que se baseiam em extrair, amplificar, sequenciar e analisar o material genético de um determinado organismo, ou seja, o genoma (a ordem dos nucleótidos do DNA).

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.17- Símbolo do “Projeto Genoma Humano”

# data[].attributes.body
Nascido oficialmente em 1990, o “Projeto Genoma Humano” tinha como objetivo, entre outros aspetos, identificar todos os genes humanos e determinar a sequência de cerca de 3,2 bilhões de pares de bases que compõem o genoma humano.

Uma grande área tem sido desenvolvida de modo a aprimorar os tratamentos médicos, a genómica médica.

# data[].attributes.body
Os genes dos alelos dominantes e recessivos são determinantes para a constituição genética de cada ser humano, uma vez que provêm de um gene do pai e outro da mãe.

Nos estudos genéticos, os genes são classificados como dominantes e recessivos devido à manifestação ou ausência dos caracteres hereditários. Outro fator importante dos genes dominantes e recessivos são as predisposições genéticas para a manifestação de algumas doenças.

Genes Dominantes: Os genes dominantes são assim designados porque determinadas características genéticas prevalecem em detrimento de outras. Isso ocorre porque os genes dominantes não necessitam do seu par de alelo dominante no cromossomo para se manifestarem, ou seja, não precisam de aparecer em dose dupla no genótipo para se manifestarem.

Doenças do gene alelo dominante:

Polidactilia: anomalia caracterizada pelo aumento no número de dedos;

Doença de Huntington: doença hereditária que causa a morte das células cerebrais

Genes Recessivos: Os genes recessivos são assim designados porque, para manifestarem seus caracteres hereditários, é necessário que se apresentem em dose dupla no código genético.

Doenças do gene alelo recessivo:

Daltonismo: alteração na percepção visual que afeta o reconhecimento das cores;

Albinismo: distúrbio genético que afeta a produção de melanina, ou seja, a pigmentação da cor da pele de cada pessoa.

# data[].attributes.body
FENÓTIPO: Este conceito refere-se às características físicas dos indivíduos, como cor dos olhos e da pele, tipo de cabelo, que podem ser morfológicas, fisiológicas e comportamentais.

O fenótipo de um indivíduo pode ser alterado com as interações do meio ambiente. Assim, a cor da pele pode ser modificada após muito tempo de exposição ao sol, ou até mesmo em razão da pouca exposição.

GENÓTIPO: Este conceito refere-se à constituição genética que cada indivíduo possui. E não pode ser alterado, pois é a composição sequencial de genes oriundos do pai e da mãe. O genótipo é uma característica permanente no organismo do indivíduo por toda a sua vida.

# data[].attributes.body
O DNA (Ácido Desoxirribonucleico) é uma molécula presente, maioritariamente, no núcleo das células de todos os seres vivos e que carrega toda a informação genética de um organismo.

É formado por uma fita dupla em forma de espiral (dupla hélice), composta por nucleotídeos.

A molécula de DNA é constituída por:

Bases Nitrogenadas: Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) e Guanina (G);

Pentose: Desoxirribose, um açúcar que apresenta moléculas formadas por cinco átomos de carbono;

Fosfato: Um radical de ácido fosfórico.

Os dois filamentos que constituem o DNA enrolam-se um sobre o outro e unem-se através de pontes de hidrogénio, que se formam entre as 4 bases nitrogenadas dos nucleotídeos. As pontes de oxigénio são formadas entre os pares de bases: A-T e C-G, ou seja, Adenina com Timina e Citosina com Guanina.

Além disso, é importante salientar que a sequência específica de bases ao longo da cadeia de DNA é o que determina as informações genéticas de um organismo. Estas informações são transcritas e traduzidas em proteínas e outras moléculas essenciais para a vida e para o funcionamento adequado de um organismo. O DNA também é suscetível a mutações, que podem ocorrer naturalmente ou ser induzidas por fatores externos, e essas mutações podem ter implicações significativas na expressão genética e na variabilidade genética de uma população.

# data[].attributes.body
As diferentes sequências de DNA formam os cromossomas. O ser humano possui 46 cromossomas: 23 recebidos da mãe e 23 do pai. Cada par de cromossomas é composto por inúmeros genes.

# data[].attributes.body
Uma mutação é uma alteração, natural durante os processos de mitose⁽¹⁾, meiose⁽²⁾, síntese proteica⁽³⁾ ou induzida por algum agente mutagénico⁽⁴⁾, que ocorre no genoma (material genético do organismo). Esta pode ocorrer tanto em células somáticas⁽⁵⁾ como em células germinativas⁽⁶⁾, podendo, assim, ser herdada.

As mutações, muitas vezes, são relacionadas a algo negativo, principalmente por estarem ligadas ao aparecimento de alguns tipos de tumores e/ou síndromes. Mas, as mutações podem criar novos alelos e novos genes, contribuindo para uma maior variabilidade genética.

A variabilidade genética amplia a capacidade das populações lidarem com mudanças ambientais e está sujeita à seleção natural, que eliminará ou preservará um determinado fenótipo⁽⁷⁾ gerado por um determinado genótipo⁽⁸⁾, sendo um fator essencial no processo evolutivo.

Geralmente, quando a mutação faz surgir uma característica que confere uma determinada vantagem ao indivíduo, ela é preservada. O genótipo⁽⁸⁾ das espécies é fruto de mutações vantajosas, que foram preservadas ao longo do tempo pela seleção natural.

⁽¹⁾É um processo de divisão celular que ocorre em organismos eucariontes, dando origem à formação de duas células filhas geneticamente idênticas à célula original.

⁽²⁾É um processo de divisão celular que ocorre nas células germinativas para produzir gâmetas. Envolve duas divisões celulares, dando origem a quatro células haploides geneticamente distintas.

⁽³⁾É o processo biológico onde as células produzem proteínas, utilizando as instruções do DNA. Inclui transcrição, onde o RNA mensageiro é criado, e tradução, onde ocorre a síntese da proteína.

⁽⁴⁾É uma substância ou agente físico que causa mutações no material genético dos organismos vivos, podendo dar origem a alterações hereditárias ou erros a nível genético.

⁽⁵⁾São referentes a qualquer célula do corpo que não seja uma célula reprodutiva. Estas células desempenham funções específicas e não estão envolvidas na reprodução.

⁽⁶⁾São células reprodutivas especializadas, como óvulos e espermatozoides, responsáveis pela transmissão do material genético para a próxima geração durante a reprodução sexual nos organismos multicelulares.

⁽⁷⁾É a expressão física e observável das características de um organismo, resultante da interação entre o seu genótipo e o ambiente em que se desenvolve.

⁽⁸⁾É referente à composição genética de um organismo, representando o conjunto de genes que determinam as características hereditárias de um indivíduo, independentemente de serem expressos ou não.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.21- Erros nos cromossomas que geram mutações

# data[].attributes.body
As mutações são as principais fontes de variabilidade genética, influenciando diretamente o processo de evolução dos seres vivos.

-Molecular: pode, também, ser nominada como mutação genética ou pontual, afeta um nucleotídeo⁽¹⁾ ou um grupo de nucleotídeos do DNA.

-Cromossómica: ocorre em mais do que um gene, afetando, assim, a estrutura do cromossoma.

-Genómica: altera o conjunto do genoma, podendo afetar o número total de cromossomas ou os cromossomas presentes nos pares de forma individual. Esse tipo de mutação é responsável por algumas síndromes, como a síndrome de Down.

⁽¹⁾É a unidade estrutural básica dos ácidos nucleicos, como o ADN.

# data[].attributes.attachment_caption
Fig.22-Figura representativa do DNA mitocondrial e da respetiva localização dos diferentes genes codificados por esta molécula.

# data[].attributes.body
O mtDNA é circular e, por isso, menos suscetível à ação de exonucleases, enzimas capazes de fragmentar o DNA.

Como se encontra protegido por uma dupla membrana mitocondrial, mantém-se intacto em condições de temperatura e humidade diferentes.

Possui duas cadeias: uma cadeia pesada, rica em purinas, e uma cadeia leve, rica em pirimidinas.

A replicação ocorre bidirecionalmente, iniciando-se em tempos diferentes e em dois pontos de origem espaciais, para a cadeia pesada (OH:heavy-strand) e leve (OL: lightstrand) respetivamente.

Esta molécula é formada por aproximadamente 16,5 kilobases e contém genes que codificam para ácidos ribonucleicos (RNA) ribossomais (rRNA), o 12S e o 16S, RNAs de transferência (tRNA), moléculas que transferem aminoácidos durante a síntese de proteínas, e genes que codificam proteínas importantes para a fosforilação oxidativa.

Uma célula pode ter várias mitocôndrias, cuja quantidade varia conforme as necessidades energéticas do tecido.

Cada mitocôndria contém normalmente de 2 a 7 moléculas de mtDNA.

Se houver mudanças no mtDNA, é possível que cópias normais e alteradas coexistam na mesma célula, fenómeno chamado heteroplasmia do mtDNA.

A heteroplasmia varia com a replicação aleatória do mtDNA, ou seja, é independente do ciclo celular, dependendo apenas do status energético da célula.

A gravidade de doenças relacionadas com alterações no mtDNA é determinada principalmente pelo tipo de alteração e pela percentagem de heteroplasmia.

Como foi referido anteriormente, o mtDNA encontra-se protegido por uma dupla camada fosfolipídica, mas, apesar de a dupla camada conferir-lhe proteção contra fatores externos, há uma grande exposição a radicais livres que induzem vários danos nesta molécula.

O principal mecanismo de reparação de danos no mtDNA é realizado por excisão de bases (BER: Base Excision Repair).

O BER começa com o reconhecimento dos danos, a seguir, ocorre um processamento de enzimas que eliminam a alteração e repõem totalmente a sequência danificada.

Todavia, falhas neste mecanismo de reparação podem levar a um aumento na ocorrência de alterações a nível do mtDNA e a um comprometimento metabólico.

https://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/124918/2/371546.pdf

(consultado a 09/02/2024) (eu adorei este artigo)

https://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/21976/3/Tese%20Mestrado%20Raquel%20Portugal.pdf (consultado a 09/02/2024)

# data[].attributes.body
A Síndrome de Leigh (SL), também conhecida como encefalomielopatia necrosante subaguda, é uma condição neurometabólica hereditária, sendo considerada a doença mitocondrial mais comum no primeiro ano de vida.

Embora a maioria dos casos de SL seja de origem genética, apenas 10-30% deles estão relacionados a mutações no DNA mitocondrial (mtDNA).

Uma das mutações comuns associadas à SL é a transversão 8993T>G no gene MT-ATP6.

Esta síndrome é caracterizada por disfunção na fosforilação oxidativa, afetando principalmente tecidos com altas necessidades de oxigénio, como o músculo esquelético, coração e sistema nervoso.

Os sintomas da SL podem incluir regressão do desenvolvimento psicomotor, epilepsia, hipotonia axial, episódios recorrentes de vômitos, perturbações do movimento, nistagmo, dificuldade respiratória, oftalmoparesia e neuropatia periférica.

Além disso, alterações necróticas focais, simétricas e bilaterais do sistema nervoso central, especialmente nos gânglios da base, tálamo e tronco cerebral, também podem ser observadas.

O diagnóstico da SL, diante de suspeitas clínicas, geralmente envolve a realização da ressonância magnética cranioencefálica (RM-CE).

Embora não haja cura para a SL, os sintomas podem ser controlados com medicamentos e terapia física, com o objetivo de melhorar a qualidade de vida da criança afetada.

Explicação de cada um dos sintomas:

Regressão do desenvolvimento psicomotor (DPM): Refere-se à perda das habilidades motoras e mentais adquiridas previamente, como a capacidade de andar, falar ou realizar tarefas cognitivas.

Epilepsia: Caracterizada por episódios recorrentes de atividade elétrica anormal no cérebro, resultando em convulsões.

Hipotonia axial: É a redução do tónus muscular, especialmente nos músculos do tronco, o que pode levar a dificuldades no controlo postural e nos movimentos.

Episódios recorrentes de vómitos: O paciente vomita várias vezes ao longo do dia.

Perturbações do movimento: Podem incluir movimentos involuntários, rigidez muscular, tremores ou falta de coordenação motora.

Nistagmo: Refere-se a movimentos oculares rápidos e involuntários, que podem resultar em visão instável ou oscilante.

Dificuldade respiratória: Pode ser causada por fraqueza muscular, problemas neurológicos que afetam os músculos respiratórios.

Oftalmoparésia: É a paralisia ou fraqueza de um ou mais músculos oculares, o que pode levar a problemas de visão, movimentos oculares limitados ou estrabismo.

Neuropatia periférica: Refere-se a danos nos nervos periféricos, resultando em sintomas como a fraqueza muscular, a dormência, o formigueiro ou a dor nas extremidades.

Sindrome de Leigh (port).pdf (chporto.pt) (consultado a 18/05/2024)-powerpoint

JoanaRMMarinho.pdf (consultado a 18/05/2024) se a tese de Joana Marinho não abrir, o pdf está abaixo.

Nistagmo: o que é, sintomas e tratamento | CUF

(consultado a 18/05/2024)

Oftalmoplegia: Causas, sintomas e tratamento (allaboutvision.com) (consultado a 18/04/2024)

Atraso global de desenvolvimento psicomotor | Pedipedia - Enciclopédia Online (consultado a 18/04/2024)

Hospital Prof. Doutor Fernando Fonseca, EPE | Epilepsia: O que é, causas e tratamento - Hospital Prof. Doutor Fernando Fonseca, EPE (min-saude.pt) (consultado a 18/04/2024)

Hipotonia: o que é, sintomas, causas e tratamento - Tua Saúde (tuasaude.com) (consultado a 18/04/2024)

Neuropatia periférica: o que é, sintomas, causas e tratamento - Tua Saúde (tuasaude.com) (consultado a 18/05/2024)